(57)【要約】【課題】  マウンドからホームに投球されたボールの飛翔位置を正確に検出して、実際の野球の試合の臨場感が得られるピッチングシステムを実現する。【構成】  マウンドからホームまでの異なる位置に、一方の壁に発光部９１を設けて、縦方向のスリット状の平行光９２を対向する壁に向けて発光する。この場合において、各位置に応じて異なる色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の平行光９２（Ｒ）、９２Ｇ）、９２（Ｂ）を発光する。ピッチャーズマウンドから図の矢印の方向に投球されたボール９３は、各色の平行光の中を通過してホームベースの方向に飛翔する。この結果、飛翔するボールを後方から撮像するビデオカメラは、ボールの水平方向、垂直方向、およびスクリーン板とボールとの距離を検出する。【選択図】      図４９
2006181344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッチャーズマウンドおよびホームベースを収容するピッチングルームにおいて、ピッチャーズマウンドからホームベースの方向にボールを投げて仮想の野球ゲームを楽しむピッチングシステムであって、
前記ピッチャーズマウンド側から前記ホームベースの方向を２次元の固体撮像素子によって撮像する撮像手段と、
前記ピッチャーズマウンドと前記ホームベースとの間における前記ピッチングルームの複数の位置において、天井側若しくは床側又は一方の壁側に設けられ、対向する床側若しくは天井側又は他方の壁側に向けて光を発光する発光手段と、
各位置の前記発光手段から発光された水平方向又は垂直方向の光の照射を受けたボールの写像を前記撮像手段が撮像したときは、投球されたボールの水平位置、垂直位置、および前記ホームベースの方向の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１のピッチングシステムにおいて、投球されたボールが前記ホームベースの上方における所定の立体空間を通過したときは、当該ボールの投球内容を判定する判定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【請求項３】
請求項２のピッチングシステムにおいて、前記投球判定手段の判定結果に応じて仮想の野球試合を進行させる試合進行手段をさらに備えたことを特徴とする。
【請求項４】
請求項１のピッチングシステムにおいて、前記発光手段は、水平方向又は垂直方向の線状の光源、当該光源の光を垂直方向又は水平方向の略平行光に収束させるシリンドリカルレンズを有することを特徴とする。
【請求項５】
請求項４のピッチングシステムにおいて、前記シリンドリカルレンズの前に当該シリンドリカルレンズによって収束された略平行光を特定の色に変更する分光特性を有するカラーフィルタをさらに備えたことを特徴とする。
【請求項６】
請求項５のピッチングシステムにおいて、前記カラーフィルタの分光特性は、前記固体撮像素子に設けられた原色系又は補色系のカラーフィルタの分光特性に近似していることを特徴とする。
【請求項７】
請求項１のピッチングシステムにおいて、前記位置検出手段から出力される位置検出信号に応じて、前記ピッチャーズマウンドから投球されたボールを前記ホームベースの後方で捕球するロボットをさらに備えたことを特徴とする。
【請求項８】
請求項７のピッチングシステムにおいて、前記ロボットは、人型のロボットで構成され、左手に相当する部分にボールを捕球するミット装置を有し、当該ミット装置によって捕球されたボールを右手に相当する部分によってピッチャーズマウンドに返球することを特徴とする。
【請求項９】
請求項１のピッチングシステムにおいて、無線通信端末を介して投球の予約を受け付ける予約受付手段と、前記ピッチングルームにおいて仮想の野球試合の進行状況に基づいて投球が終了する時刻を予測して終了予測時刻を送信する送信手段と、予約した無線通信端末に対して前記送信手段から送信された終了予測時刻を通知する通信管理手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野球のピッチングシステムに関し、特に、ピッチャーズマウンドからホームベースの方向にボールを投球して仮想の試合を楽しむ野球のピッチングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボール投球装置から発射されるボールをユーザがバットで打つための練習施設である野球のバッティングセンタは広く普及している。さらに、バッティングセンタにおける装置などの提案も多くなされている。これに対して、ボールを投げるための施設については、見かけることがほとんどない。この理由は明らかではないが、バッティングセンタにおける打撃については、機械が相手であるにもかかわらず、実際の試合と同様の臨場感が得られるからだと思われる。ところが、ボールを投げるためのシステム（以下、「ピッチングシステム」と称する）の場合には、現実のキャッチャーが捕球する訳ではないし、現実のバッターが打つ訳ではないので、実際の試合ほどの臨場感が得られないことが普及しない理由であると推定される。少なくともピッチャーに対する大衆の関心がバッターよりも低い訳でないことは確かである。なぜなら野球の試合の主役はピッチャーであり、野球をする者はマウンドに立って一度はピッチャーを経験したいと望むからである。
【０００３】
一方、ピッチングに関する装置などについてはいくつか提案がなされている。
例えば、ある提案の投球練習装置においては、ホームベースの後方に設置されたボールの衝撃を吸収する緩衝体と、この緩衝体の表面に画像を投影する映像装置と、この映像装置の画像を移動又は点灯させる操作部と、投球されたボールの通過した位置を検知する光電装置と、ボールの速度を計測するスピードガンと、光電装置の通過位置により得られるストライクボールの判定、およびスピードガンにより得られる球速を表示する表示装置とを具備した構成が記載されている。（特許文献１参照）
また、ある提案のアミューズメント装置においては、表示面の前面に耐衝撃性の透明板を配置した表示装置と、ボールや投てき物等の飛射体の表示面内又は表示面周囲に対する到達位置を検出する飛射体到達位置検出手段と、この手段により検出された飛射体の到達位置に応じて、表示装置に表示させる表示内容を変える表示制御手段とを設けて成る構成が記載されている。（特許文献２参照）
また、ある提案のピッチングゲーム機においては、投球目標となる画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段が表示する投球目標に向かって投球されたボールを検知するボール検知手段と、ボール検知手段が検知したボールに基づいて、画像表示手段の表示画像を制御する画像制御手段とを備える構成が記載されている。（特許文献３参照）
また、ある提案のバーチャルゲーム装置においては、ボールの通過位置を検知する位置検知手段と、当該ゲームに関連して、ボールの通過位置に対応して、そのボールに対する打ち返し動作、捕球動作、又は逃避動作などの複数パターンの動画情報を記憶している記憶手段と、ボールの移動方向に配置されたスクリーンに記憶手段からの動画情報を映し出す映写手段と、位置検知手段からの検知情報に基づいて、記憶手段から最適パターンの動画情報を読み出し、この動画情報を映写手段に送出してスクリーンに映写させる制御手段と、を備えた構成が記載されている。（特許文献４参照）
【特許文献１】特開平１１−１５５９９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３０１１号公報
【特許文献３】特開２００２−１３６６２９号公報
【特許文献４】特開平１１−２９９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１ないし特許文献４においては、多くの顧客を引き付けるような魅力的なスポーツビジネスを展開できるような構成にはなっていない。
【０００５】
まず第１に、特許文献１においては、段落番号００２２および図３に記載されているように、ピッチャーズマウンドに設置された操作部のスイッチによって、ミットの画像位置を移動させ、段落番号００２３および図４に記載されているように、バッターの画像を左右に選択し、立つ位置を設定するようになっているが、実際の試合のように投球したボールを捕球しないので臨場感は得られない。また、特許文献２においては、段落番号００４２および図１５に記載されているように、ボールの当たる位置に応じて如何にうまくバッターをアウトにさせるかを競うようになっているが、実際の試合のように投球したボールを捕球しないので臨場感は得られない。また、特許文献３においては、段落番号００１６、００１９、および図１に記載されているように、投射プロジェクタは、対戦するバッター、キャッチャー、アンパイア、失投ゾーン、投げ勝ちゾーン、投球カウント、奪った三振の数を表示するとともに、打球音や観客の声援などの効果音を発生する構成になっているが、結局は、図１に示すように、奪三振の数を競うだけの表示であり、実際の試合のように投球したボールを捕球しないので臨場感は得られない。また、特許文献４においては、段落番号０００８に記載されているように、投球したボールはスクリーン兼用パネル３に衝突する構成になっているが、実際の試合のように投球したボールを捕球しないので臨場感は得られない。したがって、バッティングセンタやその他の施設に、このような臨場感の乏しいピッチングシステムを設置しても、多くの顧客を引き付けるような魅力的なスポーツビジネスを展開できるようにすることは困難である。
第２に、特許文献１ないし特許文献４においては、顧客が多い場合の待ち時間についての対策は考慮されていない。例えば、ショッピングセンタ、デパート、観光地など人が集まる場所にピッチングシステムを設置した場合には、待ち時間の対策がされていなければ、顧客は自分の投球の順番がくるまで漫然と待つことが強いられる。このため、多くの顧客を引き付けるような魅力的なスポーツビジネスを展開できるようにすることは困難である。
【０００６】
本発明は、投球されたボールを正確に判定することにより、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られるピッチングシステムを実現して、バッティングセンタやその他の施設に設置することにより、多くの顧客の満足と高い評価を得るような堅実なスポーツビジネスを展開できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のピッチングシステムは、ピッチャーズマウンド側から前記ホームベースの方向を２次元の固体撮像素子によって撮像する撮像手段（実施形態においては、図３、図３９、図４０、および図４１のビデオカメラ３１に相当する）と、ピッチャーズマウンドとホームベースとの間におけるピッチングルームの複数の位置において、天井側若しくは床側又は一方の壁側に設けられ、対向する床側若しくは天井側又は他方の壁側に向けて光を発光する発光手段（実施形態においては、図４９の発光部９１に相当する）と、各位置の発光手段から発光された水平方向又は垂直方向の光の照射を受けたボールの写像を撮像手段が撮像したときは、投球されたボールの水平位置、垂直位置、およびホームベースの方向の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段（実施形態においては、図２８、図３９、および図４４のＣＰＵ３３に相当する）と、を備えた構成になっている。
【０００８】
また、本発明のピッチングシステムにおいて、位置検出手段から出力される位置検出信号に応じて、ピッチャーズマウンドから投球されたボールをホームベースの後方で捕球するロボット（実施形態においては、図５１のロボットに相当する）をさらに備えた構成にしてもよい。
【０００９】
また、本発明のピッチングシステムにおいて、無線通信端末（実施形態においては、図１の携帯電話機６００に相当する）を介して投球の予約を受け付ける予約受付手段（実施形態においては、図１の予約受付部３００に相当する）と、ピッチングルームにおいて仮想の野球試合の進行状況に基づいて投球が終了する時刻を予測して終了予測時刻を送信する送信手段（実施形態においては、図２８および図４４の通信部３９に相当する）と、予約した無線通信端末に対して送信手段から受信した終了予測時刻を通知する通信管理手段（実施形態においては、図１の中央管理システム２００に相当する）と、をさらに備えた構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のピッチングシステムによれば、投球されたボールを正確に判定することにより、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られるピッチングシステムを実現して、バッティングセンタやその他の施設に設置することにより、多くの顧客の満足と高い評価を得るような堅実なスポーツビジネスを展開できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるピッチングシステムの第１実施形態ないし第７実施形態について説明する。
まず、各実施形態のピッチングシステムについて、図１および図２を参照して説明する。図１は、各実施形態におけるピッチングシステムの構成を示す図である。このピッチングシステムは、例えば、ショッピングセンタ、デパート、バッティングセンタ、野球場、ゴルフ場、スポーツジム、その他の施設に設置される。
図１において、ピッチングルーム（ＰＲ）１００は、ボールを投球することによって仮想の野球試合を行うための設備であり、１個でもシステムを構成できるが、この実施形態においては、８個のＰＲ（１）〜ＰＲ（８）で構成されている。通信管理手段としての中央管理センタ（ＣＭＳ）２００は、各ＰＲ１００、予約受付手段としての予約受付部（ＲＣＰ）３００、基地局制御装置（ＢＳＣ）４００との間で無線ＬＡＮなどの無線通信又は光ファイバなどによる有線通信によってコマンドやデータの送受信を行いながら、このピッチングシステム全体を管理する。ＲＣＰ３００は、顧客からの投球予約を受け付けてＣＭＳ２００に送信するとともに、投球が可能な時刻をＣＭＳ２００から受信して申込者に通知する。ＲＣＰ３００は無人の予約受付部であり、申込者は携帯電話機（無線通信端末）の赤外線通信機能（又はブルートゥースの通信機）によって、携帯電話機の電話番号を自動的に送信して投球予約を行う。ＲＣＰ３００から通知される投球が可能な時刻についても、携帯電話機の表示部に表示される。ＢＳＣ４００は、複数の基地局（ＢＳ）５００を制御して、各ＢＳ５００の無線エリア（図の点線に示す円のエリア）内の携帯電話機６００とＣＭＳ２００との間の通信を中継する。
なお、ＲＣＰ３００については、ＣＭＳ２００に組み込まれた構成でもよい。また、顧客の携帯電話機による申し込みでなく、このピッチングシステムによって貸し出される専用の無線通信端末によって申し込みを行い、ＣＭＳ２００はそれらの各無線通信端末に対して通信を行う構成にしてもよい。
【００１２】
各ＰＲ１００は、高さが約３ｍ、横幅が約３ｍ、奥行きが約２５ｍないし３０ｍの箱型の構造であり、例えば、組み立て式住宅（プレハブ住宅）や仮設住宅と同様の工法で構築される。図２は、各ＰＲ１００の外観を示す図である。図２（１）は正面図、図２（２）は右の側面図、図２（３）は左の側面図である。図２（２）に示す顧客用の入口には、顧客の携帯電話機からの赤外線を受信するドアセンサ１がドア２に設けられている。また、図２（３）に示すスタッフ用の入口にも、スタッフの携帯電話機からの赤外線を受信するドアセンサ１がドア３に設けられている。
【００１３】
次に、第１実施形態について図３ないし図３８を参照して説明する。図３は、図２（３）におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、第１実施形態におけるＰＲ１００の内部構成を示している。図３の右側はボールを投球するピッチャーズマウンド側であり、左側はホーム側である。天井４の高さは一定であるが、床５の高さはピッチャーズマウンド側がホーム側よりも約３８ｃｍだけ高くなっている。
ピッチャーズマウンド側には、マウンド側システム６などが設置され、ホーム側にはホーム側システム２０などが設けられている。マウンド側システム６およびホーム側システム２０は、それぞれ天井４近くに設けられたアンテナ６ａおよびアンテナ２０ａによって、無線ＬＡＮなどによって高速の無線通信を行う。なお、光ファイバなどによる有線通信によって高速の通信を行う構成にしてもよい。マウンド側システム６は、スイッチ部および表示部などを備えている。マウンド側からスクリーン板２５の前までの空間は照明によって明るくなっているが、スクリーン板２５の後方からＰＲ１００のスタッフ用のドア３までは、スタッフによる点検等を行う場合を除き、通常は、投球に支障がないように照明が消されて暗い状態になっている。
【００１４】
ＰＲ１００においては、一般の顧客だけでなく契約したプロ野球又は社会人野球の選手も利用することができる。一般の顧客の場合には、１回の投球の制限時間および一人のバッターに対する投球数があらかじめ設定されており、所定の投球開始時間から制限時間が経過しても投球がされない場合にはボールの判定になる。この実施形態においては、１６秒の制限時間および一人のバッターに８球（３個のストライク、４個のボールのほか、１つのファール）の投球数が設定されている。また、ピッチャーズマウンドには、プレート７が設けられており、ピッチャーが足を乗せたことを検知して検知信号を発生するプレートセンサがプレート７の下に設けられている。ホーム側には、プレート７に対向してホームベース８が設けられている。プレート７の後縁の位置Ａからホームベース８の後縁の位置Ｂまでの距離は約１８．４４ｍになっている。なお、図には示していないが、ピッチャーが投球したことを赤外線によって検出する投球センサがプレート７近傍の両側の壁に設けられている。
【００１５】
ピッチャーズマウンドのプレート７からホームベース８までの間の５箇所には、矩形の枠で構成された５個のゲート９〜１３が設けられている。これらのゲートの内、ゲート１０、１１については、天井４および床５に設けられているガイドレール（図示せず）に移動可能に装着されて、各ゲートの位置Ｄ、Ｅを調整できるようになっている。また、ゲート１２、１３については、ホームベース８の前縁の位置Ｆおよび後縁の位置Ｂに、それぞれ固定された状態で設けられている。また、ゲート９とゲート１０の間には、ホーム側システム２０の無線通信によって画像の投影が制御されるプロジェクタ２３、および、ホーム側システム２０の無線通信によってプロジェクタ２３の画角の位置を調整する画角調整装置２４が設けられている。また、ゲート９のピッチャーズマウンド側における下部には、投球されるボールからプロジェクタ２３を保護するための保護ボード９ａが設けられている。なお、この場合のプロジェクタ２３は、シアター用のように暗い場所で画像を投影するタイプではなく、プレゼンテーション用のように明るい場所で画像を投影するデータ用のプロジェクタである。
【００１６】
ホームベース８の後方には、プロジェクタ２３から投影される画像を映すためのスクリーン板２５が設けられている。スクリーン板２５は、ピッチャーズマウンドから投球されるボールの衝撃に十分耐え得る剛性と強度を有する構造になっている。例えば、スクリーン板２５は、グラスファイバを混在させたポリカーボネートで構成されている。スクリーン板２５の前面すなわちプロジェクタ２３から画像が投影される側の表面には、適当な粗面を有する白色の樹脂又は布で構成されたすクリーンが着脱可能に取り付けられ、鮮明な画像を映せるようになっている。以下、スクリーンを含めて画像を映すための手段としてスクリーン板２５と称する。さらに、スクリーン板２５には、ボールの衝撃の大きさを検知する衝撃センサ（図示せず）が設けられている。
【００１７】
スクリーン板２５の後面から所定の距離をおいて、１９８個の電磁石および各電磁石に励磁電流を与える駆動部（図示せず）をポリカーボネートの板に装着した電磁石板２６が設けられている。この電磁石板２６に対向するスクリーン板２５の垂直な前面には、励磁された電磁石の位置に移動可能な状態で、投球されたボールを捕球するミット２７が保持される。このミット２７の詳細な構造については後述する。図示しない駆動部を含む電磁石板２６、およびミット２７によって平面リニアモータとしての捕球装置を構成する。
【００１８】
スクリーン板２５の後面と電磁石板２６の前面との所定の距離は、ミット２７がボールを捕球したときの衝撃でスクリーン板２５の後面が電磁石板２６の前面に接触しない距離に維持されている。したがって、スクリーン板２５の厚みおよび電磁石２６ｃの磁力にもよるが、この実施形態では５ミリ程度の距離になっている。スクリーン板２５および電磁石板２６は、天井４と床５に設けられたガイドレール（図示せず）によって、実際のキャッチャーが捕球できるように、ある程度の距離を移動できる構造になっている。
さらに、スクリーン板２５および電磁石板２６の床５の近傍には、マウンド側から見てホームベース８のやや左側の位置に、返球装置２８が設けられている。この返球装置２８についても詳細な構造および機能については後述する。
【００１９】
電磁石板２６のさらに後方でホーム側システム２０の間の位置には、マウンド側システム６から送信された制御信号を受信したホーム側システム２０の制御、又は、マウンド側システム６からの直接の制御によって、高速度の撮像を行うスローモーションカメラであるビデオカメラ１９（撮像手段）およびカメラ制御部３０（撮像移動手段）が設けられている。
図４は、ビデオカメラ１９およびカメラ制御部３０の配置を上から見た図である。カメラ制御部３０は、垂直方向において約１４０ｃｍ〜約１７５ｃｍの範囲を移動することができる。ビデオカメラ１９は、カメラ制御部３０の上面のガイドレール３０ａに沿って、矢印で示すように、水平方向において約１４５ｃｍの範囲を左右に移動することができる。ビデオカメラ１９の撮像範囲に対応するスクリーン板２５には、水平方向の断面図に示すように、ホームベース８を中心とする左右の所定位置にポリカーボネートの透明な窓２５ｂが縦約４５ｃｍ、横約２５ｃｍの範囲で形成されている。
【００２０】
ビデオカメラ１９は、この窓２５ｂを通して、点線で示す視野角でピッチャーマウンドに向かうように画角調整がされており、ピッチャーズマウンドから投球されるボールを撮像することができる。すなわち、ビデオカメラ１９は、様々な身長の右バッターおよび左バッターの目の位置になるように、垂直方向および水平方向の位置を調整できるようになっている。したがって、ピッチャーズマウンドから投球されたボールの軌跡および回転の画像がビデオカメラ１９によってスローモーションで撮像される。撮像されたボールの画像はマウンド側システム６に送信されて表示部に表示される。このビデオカメラ１９によって、契約したプロ野球又は社会人野球の選手は、自分の投球したボールが様々な身長の右バッターおよび左バッターの目にどのように見えるかを分析するとともに、自分の投球フォームをチェックしながら投球練習をすることができる。
【００２１】
また、実施形態の変形例として、このビデオカメラ１９を一般の顧客でも使用できるようにして、顧客の投球フォームの動画像又は静止画像を撮像して、マウンド側システム６にその画像を送信して表示部に表示し、顧客の希望によってその画像を顧客の携帯電話機にダウンロードするような構成にしてもよい。
【００２２】
図５は、ピッチャーズマウンドのプレート７の位置から、ゲート１２、１３の矩形の内枠１２ａ、１３ａを通して見たスクリーン画像２５ａおよびこの画像の下側の部分を示す図である。スクリーン画像２５ａの下部には、ミット２７およびミット２７を収容するミット収容部２９、返球装置２８がある。このスクリーン画像２５ａは、投球に対するガイドの画像であり、後述するキャッチャーの画像とともに、実際の野球の試合の臨場感を得るための画像である。このガイドの画像には、ボールの到達位置に応じて判定結果を示す画像２５ｉａ、仮想のバッターが右打ちであるか又は左打ちであるかを示すバットの画像２５ｉｂ、要求するボールの球種（図ではカーブＣＶ）を示すサイン画像２５ｉｃ、バッターの頭部が位置する範囲に対応して危険ボールの画像２５ｉｄが表示されている。
【００２３】
判定結果を示す画像２５ｉａは、横７個および縦９個の区画に分割されており、投球したボールの位置に応じて文字が表示されている。これらの文字には、ストライクを示すＳ、ボールを示すＢ１〜Ｂ５、シングルヒット（１塁打）を示す１、２塁打を示す２、３塁打を示す３、ホームランを示すＨ、ファールを示すＦがある。また、図には示していないが、仮想の試合進行の状況に応じて、ゲッツー（Ｗプレイ）、犠牲フライ、内野ゴロなどの区画もある。画像２５ｉａにおいて、中央の縦３列のストライクゾーンの幅、バッターの身長および打つときのスタイルによって変わる縦方向のストライクゾーン、すなわち、そのときに想定されているバッターの膝頭から腋の下までの範囲、および、ホームベース８の形状の範囲によって、ホームベース８の上に位置するストライクゾーンの立体空間が構成される。この図５において、ボールを示すＢ１〜Ｂ５については、判定結果はストライクである。ボールの到達位置がこの区画になったときは、バッターは空振りをすることを意味している。なお、各区画はその判定結果に応じた色で表示される。
【００２４】
何も表示されていない部分は全てボールの判定であるが、最上位および最下位の横７個の区画は特定の色で表示され、ワイルドピッチと判定されて、ミット２７は捕球を行わない。したがって、ワイルドピッチの区画には電磁石は設けられていない。ただし、投球されたボールを返球するために一部の区画には電磁石が設けられている。これについては後述する。
【００２５】
仮想のバッターが変わった場合やアウトカウントが変わった場合には、最上位および最下位の横７個の区画を除いて、各区画に示されている判定結果は変化する。さらに、同じ仮想のバッターの場合でも、ストライクとボールのカウントに応じて、ピッチャーが投球するたびに判定結果は変化する。例えば、ボールの到達位置がＢ１の区画になったときバッターは空振りをするが、次の投球時のガイドの画像では、この区画は１（シングルヒット）に変化する。すなわち、同じコースを続けて投球した場合には、バッターの頭には前回のボールの軌跡が残像として記憶されているとして、連続して同じコースでの空振りはできない。すなわち、実際の試合の臨場感が得られるように表示が変化する。
【００２６】
危険ボールの画像２５ｉｄには、退場（Off the field）の文字が表示され、この部分にボールが当たると、ペナルティが課せられて、例えば、その時点で投球が終了する。なお、この画像２５ｉｄの範囲の一部は、図４に示したスクリーン板２５の透明な窓２５ｂがあるので、図５に示すガイドの画像でなくキャッチャーの画像およびアンパイアの画像とともに、バッターの画像を映した場合には、バッターの頭部が透明な窓２５ｂに映されることになる。このため、スクリーン板２５の他の部分のように鮮明な画像を映すことはできないが、ビデオカメラ１９の側の照明が消されて暗くなっているので、バッターの頭部の画像を薄く映すことができる。窓２５ｂの部分にも鮮明な画像を映す構成にするためには、ビデオカメラ１９の側において、窓２５ｂの部分に手動又は電動によって開閉可能な白色のボードからなる扉を装着すればよい。
【００２７】
図３において、ピッチャーズマウンド側のドア２より上の天井４の近くには、マウンド側システム６の制御によって撮像を行うビデオカメラ３１、および、マウンド側システム６の制御によってビデオカメラ３１の画角位置を調整するカメラ制御部３２が設けられている。ビデオカメラ３１は、Ｘ−Ｙアドレスを用いて撮像画面の任意の箇所をランダムに選択して読み出すことができるように、ＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）型の撮像素子を用いたデジタルカメラで構成されている。
【００２８】
図６は、ゲート１０、１１、１２、および１３の矩形の内枠１０ａ、１１ａ、１２ａ、および１３ａを通して、ピッチャーズマウンドからホームベース側のスクリーン板２５にプロジェクタ２３から投影されたスクリーン画像２５ａ（画像自体は省略する）を見た図である。各ゲートにおける上側の枠にはそれぞれ光学要素Ｏｘ１、Ｏｘ２、Ｏｘ３、およびＯｘ４が設けらている。同様に、各ゲートにおける左側の枠には、それぞれ光学要素Ｏｙ１、Ｏｙ２、Ｏｙ３、およびＯｙ４が設けられている。図７は、図６のＸ−Ｘ線に沿ったゲート１０の光学要素であるＯｘ１の構造を示す断面図である。ゲート１０の光学要素であるＯｙ１の構成についても断面図は同じであり、さらに、他のゲート１１、１２、および１３における各光学要素についても断面図の構成は同じである。したがって、図７を代表して光学要素の構成を説明する。図７において、光学要素Ｏｘ１は、金属若しくはプラスチックのミラーＭ１、又は、ガラスのミラー若しくはプリズムなどの光反射手段で構成されている。この構成によって、ゲート１０の下側の内枠１０ａの表面の映像である帯状の光がミラーＭ１によって反射され、その光路がビデオカメラ３１の方向に９０度変更され、ビデオカメラ３１の光学系を通過してＭＯＳ型撮像素子に結合される。他のゲートからの帯状の光も同様にビデオカメラ３１の撮像素子に結像される。なお、ミラーＭ１の後に点線で示すように、帯状の光を収束するシリンドリカルレンズＬ１を設けてもよい。
【００２９】
この結果、ビデオカメラ３１の撮像素子に結像される撮像画像３１ｄは、図８に示すように、ホームベース側のスクリーン画像２５ａの画像ｉｄとともに、ゲート１０、１１、１２、および１３からの帯状の光画像であるｉｇｘ１，ｉｇｘ２，ｉｇｘ３，ｉｇｘ４，ｉｇｙ１，ｉｇｙ２，ｉｇｙ３，およびｉｇｙ４を含むことになる。図８には、スクリーン画像ｉｄの中の判定結果を示す画像のみを示しているが、図５に示した他の画像である各ゲートにおける矩形の枠の画像、ホームベース側におけるミット２７、ミット収容部２９、返球装置２８の画像もビデオカメラ３１の撮像画像３１ｄに含まれる。ボールが投球されたときは、ビデオカメラ３１のＭＯＳ型撮像素子の撮像画面の中から投球されたボールを検出するために、マウンド側システム６による読み出し制御によって、最初は帯状の光画像であるｉｇｘ１およびｉｇｙ１の領域の画像が読み出される。
【００３０】
図９は、ゲート１０を通過するボールの水平方向の位置をｉｇｘ１の帯状の光画像によって検出する信号処理を示す図である。なお、垂直方向の位置を検出する信号処理、および他のゲートにおける検出の信号処理も同じであるので、図面および説明は省略する。内枠の表面を黒又は黒に近い色であり、白に近いボールの色との間に明度差がある。したがって、各ゲートからの帯状の光は、図６および後述する撮像画面に示すような白色の細い枠画像でなく暗い色の画像となるが、この実施形態においては、ボールの飛翔位置を明確に説明するために、内枠の表面を白色とし、ボールの色を黒色と見なして、ボールの飛翔位置を検出する信号処理について説明する。
【００３１】
図９（１）に示す帯状の光画像ｉｇｘ１の領域において、垂直方向におけるほぼ中央の１本の垂直ラインｙ０の撮像信号は、ボールが通過中でない場合には、帯状の光を遮光することがないので、（ａ）に示すように撮像信号はハイレベル（白色）の信号波形になる。ゲート１０の矩形の枠内をボールが通過すると、ボールによって帯状の光が遮光されるので、ボールが通過する過程においては、ｙ０の撮像信号は、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、ボールの通過位置がローレベル（黒色）の信号波形になる。この中で、（ｄ）の波形はボールの中心がｙ０の撮像信号に対応する枠内を通過したタイミングを示している。したがって、ボールがゲート１０を通過する時刻ｔ１と、そのときのボールの水平方向の位置座標ｘ１が検出される。
【００３２】
すなわち、図１０に示すように、帯状の光画像ｉｇｘ１を遮光するボールの矩形の画像ｉｂｘと、帯状の光画像ｉｇｙ１を遮光するボールの矩形の画像ｉｂｙとにより、図９（２）に示すように、ボールの水平方向の位置ｘ１、垂直方向の位置ｙ１、ミット２７の位置からの位置ｚ１、および、ゲート１０を通過する時刻ｔ１を得ることができる。すなわち、２次元の撮像画像によって、飛翔するボールの立体空間の位置と時刻とを得ることができる。このＰ１の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）はホーム側システム２０に送信されて、電磁石板２６によってミット２７の位置が制御される。この後は、ボールの飛翔に応じて、ゲート１１、１２、および１３を通過するボールの位置および時刻が検出される。
【００３３】
図１１は、ボールが各ゲートを通過したときの飛翔位置を示す３次元の座標および時刻を示す図である。このように、各ゲートを通過する飛翔位置がホーム側システム２０に送信されて、電磁石板２６によってミット２７の位置が順次制御される。さらに、Ｐ１におけるデータ（ｘ１，ｙ１，ｚ１），ｔ１とＰ２におけるデータ（ｘ２，ｙ２，ｚ２），ｔ２によって、ゲート１０とゲート１１との間のボールのスピードｖ１を下記の演算式によって簡単に測定することができる。
ｖ１＝（ｚ１−ｚ２）／（ｔ２−ｔ１）
同様に、ゲート１１とゲート１２との間のボールのスピードｖ２、および、ゲート１２とゲート１３との間のボールのスピードｖ３、下記の演算式によって簡単に測定することができる。
ｖ２＝（ｚ２−ｚ３）／（ｔ３−ｔ２）
ｖ３＝（ｚ３−ｚ４）／（ｔ４−ｔ３）
【００３４】
なお、任意のゲートを通過したボールが次のゲートに達するまでの過程においては、ビデオカメラ３１によって直接撮像されたボールの円形の画像ｂｉが結像されるので、オプティカルフローなどの画像処理によって、飛翔するボールの位置を連続的に検出することは可能である。しかし、この実施形態においては、ＭＯＳ型撮像素子のＸ−Ｙアドレス構成によって高速な信号処理を実行する。上記したように、ＭＯＳ型撮像素子は撮像画面の任意の領域を読み出すことができるので、例えば、図９（２）に示すように、ボールの位置座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１）を検出した後は、次のゲートに達するまでは、その位置を中心とする所定の領域を設定して、その設定した領域（これを予測範囲という）の画素信号、並びに、次のゲートの水平方向および垂直方向の帯状の光画像の画素信号だけを読み出して、予測範囲の中心位置をホーム側システム２０に送信する。
【００３５】
すなわち、ボールの投球が開始した後は、ゲート１０からの帯状の光画像ｉｇｘ１およびｉｇｙ１の領域の画素信号だけを読み出し、ゲート１０を通過するボールの位置を検出した後は、そのボールの予測範囲およびゲート１１からの帯状の光画像ｉｇｘ２およびｉｇｙ２の領域の画素信号だけを読み出し、ゲート１１を通過するボールの位置を検出した後は、そのボールの予測範囲およびゲート１２からの帯状の光画像ｉｇｘ３およびｉｇｙ３の領域の画素信号だけを読み出し、ゲート１２を通過するボールの位置を検出した後は、そのボールの予測範囲およびゲート１３からの帯状の光画像ｉｇｘ４およびｉｇｙ４の領域の画素信号だけを読み出し、ゲート１３を通過するボールの位置を検出した後は、そのボールの予測範囲の画素信号だけを読み出す。
【００３６】
ゲート９の枠にも水平方向および垂直方向にミラーを配置すれば、ゲート９を通過するボールの飛翔位置および通過時刻を検出できる。また、このような位置検出のためのゲートの数を増加するほど飛翔検出の回数も多くなる。しかし、ボールが投球された直後の飛翔位置とホームベース８に近くなったとき飛翔位置とは相当に異なるものである上、後述するミット２７の高速移動が可能であるので、この実施形態においては、ゲート１０ないしゲート１３の４箇所における３次元の位置座標を検出し、ゲート間においてはボールの水平位置および垂直位置を予測しながら飛翔位置を検出する。
【００３７】
図９（３）は、ボールが存在する予測範囲Ａｋを表わす図である。予測範囲Ａｋを設定して、その中心位置の２次元の座標（ｘ，ｙ）をホーム側システム２０に送信する。予測範囲Ａｋの中心位置の座標（ｘ，ｙ）を送信した後は、その予測範囲Ａｋの画素を読み出して、実際のボールの位置Ｐｋを検出し、次の予測範囲Ａｋの位置を修正する。したがって、ボール検出の画像処理によって送信が遅延することがない。なお、予測範囲Ａｋでボールの位置を検出する場合でも、その範囲の全ての画素を読み出す必要はない。例えば、予測範囲ＡｋのＸ−Ｙアドレスが６４×６４の画素に対応する４０９６個の画素で構成されていても、単純な円形のボールの位置を検出するためには、その全ての画素を読み出す必要はない。例えば、１６個おきのアドレスを指定して４×４のＸ−Ｙアドレスで１６個の画素を読み出す。これにより、この範囲の全ての画素を読み出す場合に比べて、１／２５６の時間が短縮されるので、さらに高速の画像処理によるボール検出が可能になる。したがって、予測範囲の中心座標をホーム側システム２０に送信した後に、その予測範囲におけるボールの位置を検出する処理を行った場合でも、予測から修正までの時間を短縮することができる。この結果、ホーム側システム２０はミット２７の位置を制御するための位置検出信号をほとんど連続して受信することができる。
【００３８】
さらに、ボールが投球される直前の撮像画像を静止画像としてＲＡＭ３５に記憶しておき、予測範囲Ａｋを設定したときに、その予測範囲Ａｋに対応する静止画像を撮像画像から減算すれば、飛翔するボールの動画像のみを抽出することができる。この場合には、極めて高速の画像処理によってボールの飛翔位置を検出することができる。
【００３９】
さらにまた、ボールの予測範囲を決定する際に、高速度の撮像を行うスローモーションカメラであるビデオカメラ１９によって、ピッチャーの手からボールが離れる直前において、ボールを握る手の撮像画像から直球又は変化球であることを認識して、その認識結果を予測範囲の決定に反映させるようにしてもよい。例えば、ボールを握る手の撮像画像がカーブである場合には、カーブの軌跡を描くように予測範囲の設定に重み付けを行う。
【００４０】
図１２は、投球されたボールがミット２７に捕球されるまでのボールの３次元の位置および時刻を表わすデータＰｋ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ），ｔｋをＲＡＭに記憶した場合に、その記憶したボールの位置および時刻をビデオカメラ３１の撮像画面に対応させた図である。ＲＡＭに記憶されたこのデータによって、投球されたボールの軌跡を判定することができる。ちなみに、図１２のボールの軌跡は、左投げのピッチャーがカーブを投球した場合を表わしている。
【００４１】
投球の開始前においては、図５に示したガイドの画像がスクリーン画像２５ａとしてプロジェクタ２３からスクリーン板２５に投影されるが、投球の開始後はガイドの画像に代えてキャッチャーの画像、アンパイアの画像、およびバッターの画像が表示される。図１３は、アンパイアの画像およびバッターの画像を省略して、キャッチャーの画像２５ａｉ１のみを示した図である。キャッチャーの画像２５ａｉ１の左手にはミットの画像２５ａｉ２を持つ画像が表示されている。上記したように、各ゲートを通過する飛翔位置がホーム側システム２０に送信されて、電磁石板２６によってミット２７の位置が順次制御されるが、ミット２７の位置と同期してキャッチャーの画像２５ａｉ１およびミットの画像２５ａｉ２が動く。さらに、ミット２７で捕球されたボールがピッチャーズマウンド側に返球される。以下、捕球制御、返球制御、およびキャッチャーの画像の画像制御について説明する。
【００４２】
まず、投球されたボールを捕球する捕球装置について説明する。図１４（１）は、ミット２７の正面図であり、図１４（２）は、図１４（１）におけるＸ−Ｘ線に沿ったミット２７と、その位置におけるスクリーン板２５および電磁石板２６を含む断面図である。ミット２７には、グラスファイバを混入したポリカーボネートやポリプロピレン等の強化プラスチックによる筒状部材２７ａが設けられ、その筒状部材２７ａの前側および後側にそれぞれ直径約１２ｃｍおよび約１５ｍｍの開口部が形成されている。筒状部材２７ａの中には、皮又はテント生地からなる丈夫な袋部材２７ｂが収容されている。その袋部材２７ｂの前面には伸縮可能なメンブレム２７ｃが形成され、袋部材２７ｂの後面には中央部に約１５ｍｍの開口部、他の部分に直径１〜２ｍｍの孔が形成されている。袋部材２７ｂの中にはゴムを混入したポリウレタンやスポンジ等の内部に微細な空洞に空気を有するプラスティックやゴムからなる円筒形状の弾性部材２７ｅが収容されており、その中央部には約１５ｍｍの孔が貫通している。さらに袋部材２７ｂの後側と筒状部材２７ａの後側内面との間には、金属板のリング２７ｆおよび螺旋形状のスプリング２７ｇが収容されている。
【００４３】
筒状部材２７ａの後側外面には、円板形状のポリウレタン等からなる弾性部材２７ｈおよび同じく円板形状の永久磁石２７ｍでそれぞれ中央部に約１５ｍｍの孔が形成された２つの部材が、ジュラルミン又は同等の強度を持つ非鉄金属の筒状部材２７ｊに収容されて固定されている。さらに、筒状部材２７ｊの内部には、一部を外部に露出したボールベアリング２７ｋが同じ円周の複数箇所に回転自在に埋め込まれている。永久磁石２７ｍは、後側（図１４（２）では左側）がＳ極、反対側がＮ極に帯磁されている。なお、この実施形態においては、コストおよび軽量化を図るために、円筒部材２７ａおよび円筒部材２７ｊを別個の部材で構成したが、図１４に示す構造から明らかなように、スプリング２７ｇと弾性部材２７ｈとの間に金属板のリングを追加すれば、１つの円筒部材によって構成できる。
【００４４】
一方、図１４（２）に示す電磁石板２６には、ドーナツ型の励磁コイル２６ａとその内側に収容されたコア２６ｂとによって構成される電磁石２６ｃが設けられている。ミット２７によってボールが捕球される範囲（以下、捕球範囲という）においては、１個の電磁石２６ｃの直径がボールの直径（約７．２ｃｍ）に対応し、４個の電磁石２６ｃの領域がミット２７の面積に対応する構成になっている。また、４個の電磁石２６ｃの励磁コイル２６ａに対して図示しない駆動回路（駆動手段）から同時に励磁電流を供給すると、スクリーン板２５側の４個のコア２６ｂの面がＮ極に帯磁される。したがって、４個の電磁石２６ｃのＮ極とミット２７の永久磁石２７ｍのＳ極との間に吸引力が発生する。電磁石板２６における捕球範囲には、横１４個および縦１４個の合計で１９６個の電磁石２６ｃが配置されており、その他に、ミット２７の直径に対応する大きさの電磁石２６ｃが２個配置されている。したがって、ミット２７は、励磁された任意の電磁石２６ｃに対応するスクリーン板２５の前面において位置が保持される。
【００４５】
図１５は、電磁石板２６に配置された複数の電磁石２６ｃの位置を点線の円で示している。図１５において、捕球範囲は、図５に示したガイドの画像２５ｉａにおける区画のうち、最上段および最下段の列を除く横７個および縦７個の４９の区画に対応している。すなわち、図１５に示すように、４個の電磁石２６ｃを１組の電磁石ブロックとして、各電磁石ブロックの位置を水平方向のｘの値と垂直方向のｙの値の区画によって（ｘ，ｙ）で表わす。さらに、区画（１，１）の電磁石ブロックに示すように、各電磁石ブロックにおける４個の電磁石２６ｃの配列をａ，ｂ，ｃ，ｄで表わす。したがって、各電磁石ブロックにおける各電磁石２６ｃの位置は、（ｘ，ｙ，ａ／ｂ／ｃ／ｄ）で表わされる。
【００４６】
例えば、図１５の捕球範囲において、
区画（１，１）の左上隅の電磁石２６ｃは、（１，１，ａ）
区画（７，１）の右上隅の電磁石２６ｃは、（７，１，ｂ）
区画（１，７）の左下隅の電磁石２６ｃは、（１，７，ｃ）
区画（７，７）の右下隅の電磁石２６ｃは、（７，７，ｄ）
で表わされる。
【００４７】
４個の電磁石２６ｃを同時に励磁する際には、同じ区画の４個を励磁する場合もあり、異なる区画にまたがって４個を励磁する場合もある。例えば、図１５においてハッチングで示す４個の電磁石２６ｃの場合は、励磁する電磁石２６ｃの位置は、左の４個から順に下記のように、所属する区画の座標ｘ，ｙとその区画における配列ａ／ｂ／ｃ／ｄで表わされる。
（１，６，ｂ）、（２，６，ａ）、（１，６，ｄ）、（２，６，ｃ）
（５，６，ａ）、（５，６，ｂ）、（５，６，ｃ）、（５，６，ｄ）
（６，１，ｄ）、（７，１，ｃ）、（６，２，ｂ）、（７，２，ａ）
この１９６個が配置された捕球範囲の下に、ミット２７とほぼ同じ大きさの２個の電磁石２６ｃが配置されている。２個のうちの１つは、この図では見えないが、ミット収容部２９に収容されたミット２７に対応する区画の位置に配置され、他の１つはその上の区画の位置に配置されている。したがって、ミット収容部２９に対応する電磁石２６ｃの区画は（４，９）で表わされ、すぐ上の電磁石２６ｃの区画は（４，８）で表わされる。
【００４８】
ボールを捕球しない場合においては、いずれの電磁石２６ｃも励磁されず、ミット２７はミット収容部２９内に位置している。ピッチャーの投球準備が整ったときは、電磁石２６ｃ（４，８）が最初に励磁されて、ミット２７がミット収容部２９から電磁石２６ｃ（４，８）の位置に上昇する。この後は、４個単位で電磁石２６ｃ（４，７，ａ）、（４，７，ｂ）、（４，７，ｃ）、（４，７，ｄ）が励磁され、次に電磁石２６ｃ（４，６，ａ）、（４，６，ｂ）、（４，６，ｃ）、（４，６，ｄ）が励磁され、次に電磁石２６ｃ（４，５，ａ）、（４，５，ｂ）、（４，５，ｃ）、（４，５，ｄ）が励磁され、次に電磁石２６ｃ（４，４，ａ）、（４，４，ｂ）、（４，４，ｃ）、（４，４，ｄ）が励磁される。この結果、ミット２７は捕球範囲の中心位置の区画（４，４）に保持された状態になる。この状態でピッチャーからの投球に備える。なお、４個の電磁石２６ｃから隣の４個の電磁石２６ｃにミット２７を移動させる際には、それまで励磁していた４個の電磁石２６ｃを逆励磁するとともに、隣の４個の電磁石２６ｃを励磁する。これにより、それまで励磁していた４個の電磁石２６ｃを消磁するだけでなく、逆励磁の反発力によってミット２７を隣の４個の電磁石２６ｃに高速に移動する。
【００４９】
投球されたボールの飛翔位置は、上記したように、マウンド側システム６からホーム側システム２０に高速で送信されるので、ホーム側システム２０は、受信したボールの飛翔位置に対応する電磁石２６ｃを４個単位で励磁するように制御する。したがって、ミット２７はボールの飛翔位置に応じてスクリーン板２５の前面を高速で移動して、そのボールを捕球することができる。図１５においては、４個の電磁石２６ｃに供給される励磁電流を同一の電流値とした場合であり、到達するボールの直径の半分の間隔でミット２７の位置を制御できる。この実施形態においては、４個の電磁石２６ｃに供給される励磁電流に重み付けをして、ミット２７の位置をさらに細かく制御する。（ｘ，ｙ，ａ／ｂ／ｃ／ｄ）で表わされる４個の電磁石２６ｃにおいて、左上、右上、左下、および右下の電磁石２６ｃに供給される励磁電流について、それぞれ重み付け係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２を乗算して、ｋ１１・ｉ、ｋ１２・ｉ、ｋ２１・ｉ、ｋ２２・ｉの励磁電流とする。また、これらの励磁電流によって各電磁石２６ｃに発生する磁力をｍｆ１１、ｍｆ１２、ｍｆ２１、ｍｆ２２で表わす。この場合において、下記の条件を満たすものとする。
ｍｆ１１＋ｍｆ１２＋ｍｆ２１＋ｍｆ２２＝ＭＦ（一定値）
０＜ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２＜４
この重み付け係数ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２の値に応じて、４個の電磁石２６ｃにおける磁力の傾きが発生し、その磁力の傾きに応じてミット２７の位置が偏移する。ただし、４個の電磁石２６ｃに発生する磁力の合計は常に一定値ＭＦであるので、ミット２７はスクリーン板２５のどの位置においても常に一定の磁力によって電磁石２６ｃに吸引される。
【００５０】
図１５に示した励磁電流の場合には、ｋ１１＝ｋ１２＝ｋ２１＝ｋ２２＝１の場合であり、４個の電磁石２６ｃにおける磁力が一様（ｍｆ１１＝ｍｆ１２＝ｍｆ２１＝ｍｆ２２）になった状態であるが、例えば、４個の電磁石２６ｃの位置が、ハッチングで示したように、下記の位置である場合において、
（６，１，ｄ）、（７，１，ｃ）、（６，２，ｂ）、（７，２，ａ）
重み付け係数が、ｋ１１＝１、ｋ１２＝１．５、ｋ２１＝０．５、ｋ２２＝１とすると、電磁石２６ｃ（７，１，ｃ）の磁力が大きく、電磁石２６ｃ（６，２，ｂ）の磁力が小さくなるので、ミット２７の中心位置は、４個の電磁石２６ｃの中心から電磁石２６ｃ（７，１，ｃ）側に偏移する。したがって、ホーム側システム２０は、投球されたボールの飛翔位置をマウンド側システム６から受信すると、その飛翔位置に応じて、励磁する４個の電磁石２６ｃを決定し、さらに各電磁石２６ｃの重み付け係数を算出して、ミット２７の位置を制御する。
【００５１】
図１６は、ボールを捕球した後のミット２７の断面を示す図である。ボール８０を捕球した瞬間においては、ボール８０は図１６に示した状態よりもさらに奥にめり込んで、弾性部材２７ｅをさらに変形させ、スプリング２７ｇを押圧し、袋部材２７ｂのエンブレムがさらに伸びた状態になっている。この状態においては、捕球されたボール８０の衝撃は、弾性部材２７ｅの空洞の空気が袋部材２７ｂの後側の小さい孔２７ｄから押し出されて変形することにより、および、スプリング２７ｇを押圧することにより吸収される。さらに、プロ級のピッチャーから投球された時速１５０ｋｍ近いボールの場合には、スクリーン板２５が僅かに後方に撓むこともある。ただし、スクリーン板２５の撓みで後面が電磁石板２６の表面に接触することはなく、電磁石板２６がボールの衝撃を受けることはない。捕球された後は、スプリング２６ｇおよび弾性部材２７ｅの復元力によって、図１６に示す位置までボール８０が戻されるが、ミット２７の外には押し出されないように、スプリング２７ｇのバネの力と弾性部材２７ｅの弾性が設定されている。なお、プロ野球のピッチャーから投球される１５０ｋｍを超えるようなボールを想定して、スクリーン板２５を保持している天井４および床５のガイドレールの近傍に、あらかじめオイルダンパを設けて、ボール８０の衝撃をさらに緩和する構成にしてもよい。
【００５２】
図１６（１）は、ボール８０を捕球した位置のミット２７を表わしている。例えば、図１５において、ハッチングされた４個の電磁石２６ｃ（５，６，ａ）、（５，６，ｂ）、（５，６，ｃ）、（５，６，ｄ）の位置でボール８０を捕球した状態を表わしている。この位置で捕球した後は、４個の電磁石２６ｃ（４，７，ａ）、（４，７，ｂ）、（４，７，ｃ）、（４，７，ｄ）を励磁し、次に１個の電磁石２６ｃ（４，８）を励磁して、ボール８０を捕球したミット２７を移動させ、最後に電磁石２６ｃ（４，９）を励磁して、ミット２７をミット収容部２９に収容した後、電磁石２６ｃの励磁を停止する。図１６（２）は、電磁石２６ｃ（４，９）の位置におけるミット２７の状態を表わしている。この位置においては、スクリーン板２５、電磁石板２６、および電磁石２６ｃのコア２６ｂの中央部に、それぞれ直径約１５ｍｍの孔（符号は省略）が形成されている。また、電磁石板２６には、ミット２７からボール８０を排出させるボール排出機構として、プランジャ２６１が設けられている。プランジャ２６１は、励磁コイル２６１ａ、直径約１３〜１４ｍｍの軟鉄製の可動棒２６１ｂ、および図示しない駆動回路で構成されている。プランジャ２６１の励磁コイル２６１ａの励磁電流が供給されていない状態においては、可動棒２６１ｂは、図１６（２）に示すように、コア２６ｂ、電磁石板２６、およびスクリーン板２５の孔に挿入されて、その先端がスクリーン板２５の前面から突き出ないような位置にある。
【００５３】
図１７および図１８は、ボール８０を押し出すプランジャ２６１の動作を説明する図である。プランジャ２６１の励磁コイル２６１ａに直流の励磁電流が供給されると、図１７に示すように、可動棒２６１ｂがミット２７の永久磁石２７ｍ、弾性部材２７ｈの孔を突き抜け、スプリング２７ｇおよびリング２７ｆの中央部を通って、弾性部材２７ｅの孔を突き抜け、ボール８０を収容している袋部材に接近して、最終的にはボール８０をミット２７の外側に押し出す。ミット収容部２９には、ミット２７から押し出されたボール８０を受け止めるための球形の凹部２９ａが形成されている。したがって、図１８に示すように、可動棒２６１ｂによってミット２７から押し出されたボール８０は、ミット収容部２９の凹部２９ａの中に受け止められる。ボール８０をミット２７から押し出した可動棒２６１ｂは、励磁コイル２６１ａに逆方向の励磁電流が供給されて元の位置に戻される。
なお、プランジャ２６１に代えて、直流モータ、直流モータの回転を減速するギア、およびギアに係合してギアの回転を直線運動に変換するボールスクリューによってボール排出機構を構成してもよい。
【００５４】
ミット収容部２９に受け止められたボール８０は、図１５に示すように、傾斜した溝を転がって、返球装置２８に収容される。図１９ないし図２１は、返球装置２８の構成および動作を示す図である。図１９（１）は返球装置２８の側面および一部の断面を示す図であり、図１９（２）は上から見た平面図である。返球装置２８は、基盤７１、返球腕７２、板状ばね７３、回転部７４、中継ギア部７５、ステッピングモータ７６、近接センサ７７、弾性部材７８、およびホーム側システム２０によって制御される電子回路（図示せず）で構成されている。返球腕７２は、成人の肘から手先までの腕の長さ程度であり、軸７２ａによってピッチャーズマウンドの方向に回動可能な状態で基盤７１に取り付けられている。さらに、図の一部断面に示すように、返球腕７２には球形の凹部７２ｂが形成され、ミット収容部２９から転がり出たボールを収容できるようになっている。凹部７２ｂの中心には孔７２ｃが形成され、近接センサ７７によって凹部７２ｂのボールの有無が検出される。返球腕７２の先端に形成された突起７２ｄは、回転部７４のカム７４ａに係合することによって、板ばね７３を下方向に湾曲させた状態になっている。回転部７４は、ギア７４ｂおよび中継ギア部７５の機構によって減速されたステップピングモータ７６の回転に応じて回転する。
【００５５】
図１９（３）は、回転部７４のカム７４ａに返球腕７２の突起７２ｄが係合した状態を、分かり易いように、平面に展開して表わした図である。図１９（１）、（２）の状態は、図１９（３）における丸数字１の位置に対応している。この状態のときに、ミット収容部２９から転がり出たボールが返球腕７２の凹部７２ｂに収容されて、近接センサ７７によって検出される。ボールが収容された後、ホーム側システム２０の制御によってステッピングモータ７６が駆動され、回転部７４が中継ギア部７５を介して回転する。その回転方向は、図１９（２）において反時計回りの方向である。この方向は、図１９（３）においては、平面で表わされた回転部７４が点線の矢印の方向に移動する状態である。回転部７４が移動することによって、突起７２ｄが丸数字２の位置になると、カム７４ａの形状が垂直に上に向かって開口しているので、突起７２ｄは係合から解放されることになる。その結果、返球腕７２によって下側に湾曲された板ばね７３は、一気に湾曲が解除されて、バネの反発力によって返球腕７２をピッチャーズマウンドの方向に急激に回動する。
【００５６】
図２０は、その急激な回動によって返球腕７２がピッチャーズマウンドの方向にボール８０を投擲する動作を示す図である。急激に回動された返球腕７２は、ボール８０を投擲した後、弾性部材７８によって停止されてその衝撃が吸収され、再び回転部７４の側に戻ることになる。回転部７４は、返球腕７２の突起７２ｄを解放した後も回転しており、回転部７４の側に戻された返球腕７２の突起７２ｄは、回転部７４の上面に位置することになる。厳密には、返球腕７２は板ばね７３の上で振動し、その振動が収束した後に突起７２ｄが回転部７４の上面に位置することになる。その後は、ホーム側システム２０の制御によって駆動されるステッピングモータ７６によって、図１９（３）における丸数字３の位置と突起７２ｄとが一致する位置で回転部７４が停止される。したがって、突起７２ｄは再び回転部７４のカム７４ａと係合する。図２１は、ボールを返球した後の返球腕７２の突起７２ｄが、再び回転部７４のカムに係合した状態を示す図である。近接センサ７７は、返球腕７２の突起７２ｄが回転部７４のカムに係合した状態を検出する。
【００５７】
図２２は、実施形態の変形例であり、返球腕７２のボール収容部７２ｂの下側に螺旋状のスプリング７９を設けたものである。スプリング７９は、板ばね７３を補強するものであるが、スプリング７９を適切な弾性係数の構造にすれば、板ばね７３に代えてスプリング７９のみによって返球動作をすることも可能である。
【００５８】
この実施形態においては、マウンド側システム６のスイッチ操作によって、投球技術のレベルを一般の顧客用として、初級レベル、中級レベル、上級レベルに設定することができるとともに、契約したプロ野球又は社会人野球の選手用に特別レベルを設定できる。初級レベルないし上級レベルが設定された場合には、投球前においては、図５に示したガイドの画像がプロジェクタ２３からスクリーン板２５に投影されて表示される。投球開始になるとキャッチャー、バッター、およびアンパイアの画像が表示される。さらには、投球されたボールがバッターの画像によって打たれた場合には、ホーム側におけるこれらの画像に代わって、飛翔するボールの画像、および、それを追いかける野手の画像が表示される。
【００５９】
さらに、上級レベルが設定された場合には、投球前においてはガイドの画像の表示の後に、手のサインによって投球するボールの球種であるストレート、カーブ、シュート、フォーク、ナックル、パームなどを要求するキャッチャーの画像と、ホームベース上を通過するボールの飛翔位置を要求するコースの画像が表示される。特別レベルが設定された場合には、投球するボールの球種およびコースについてはピッチャーの自由である。この場合のバッターの画像は、ピッチャーのスイッチ操作によって選択される。この選択内容については後述する。キャッチャーの画像が表示されたときは、ボールを捕球するためのミット２７の移動と同期して、キャッチャーの画像も捕球準備の動作を行う。
【００６０】
次に、上級レベルが選択された場合を例に採って、投球されたボールを捕球するためのミット２７の移動と同期して、捕球準備の動作を行うキャッチャーの画像について説明する。
ピッチャーの投球準備が整ったときは、図１５に示した電磁石２６ｃの配置において、ミット収容部２９に収容されているミット２７は、電磁石２６ｃ（４，８）、（４，７）が励磁され、次に図１５に示したブロック（４，６）、（４，５）、（４，４）の４個の電磁石２６ｃが順に励磁されることによって、ミット収容部２９から捕球範囲の中心位置に移動する。この後、スクリーン板２５にキャッチャー、バッター、アンパイアの画像が表示される。ただし、以下の図面においては、バッターおよびアンパイアの画像は省略して、キャッチャーの画像の動作のみを記述する。
【００６１】
図２３は、スクリーン板２５に表示された基準画像としてのキャッチャーの画像２５ａｉ１である。ミットの画像２５ａｉ２の位置にはミット２７が位置している。ミットの画像２５ａｉ２の表示色はあらかじめミット２７の色とほぼ同じ色、例えば茶色に設定されている。したがって、ピッチャーズマウンドから見ると、ミット２７の存在が意識されない。図２３の例では、キャッチャーの画像２５ａｉ１の手のサインによって投球する球種が要求されている。また、四角のハッチングのコース画像２５ａｉ３によってホームベース上を通過するボールの位置が要求されている。ちなみに、このキャッチャーの画像では、左ピッチャーに対して、カーブでハッチングの区画に投球することが要求されている。
【００６２】
図２４は、要求された球種およびコースの通りにボールが投球された場合において、ミット２７の移動によってボール８０が捕球された状態を示すとともに、ミット２７の移動に同期して、キャッチャーの画像２５ａｉ１およびミットの画像２５ａｉ２を移動させて、捕球準備の動作を行った状態を示している。図２５および図２６は、それぞれ図１５において示した他のハッチングの位置で、投球されたボール８０を捕球したミット２７、および、ミット２７の移動に同期して捕球準備の動作を行ったキャッチャーの画像２５ａｉ１およびミットの画像２５ａｉ２を示している。
【００６３】
図２４ないし図２６から明らかなように、実際にボール８０を捕球したのはミット２７であるが、ピッチャーからは、あたかも画像２５ａｉ１の捕球動作によってミットの画像２５ａｉ２でボール８０が捕球されたように見える。いずれの場合にも、捕球されたときは、「ババーン」、「バーン」などの擬似捕球音を捕球に合わせて発生する。また、図示しないアンパイアの画像の動作によって、ストライク、ボール、ファールなどが示されるとともに、その擬似音声が発生される。また、バッターの画像によってボールが打たれた場合には、「カーン」、「カキーン」などの擬似打球音が発生される。
【００６４】
ミット２７にボール８０捕球された後は、図１５に示した電磁石２６ｃが次々に励磁されて、最後は電磁石２６ｃ（４，９）が励磁されることによって、ボール８０を保持したミット２７がミット収容部２９に移動する。また、画像２５ａｉ１もミット２７の移動に同期してミットの画像２５ａｉ２を移動させる。そして、ミット２７が電磁石２６ｃ（４，７）の位置に移動した後は、ミット２７がさらに下降してミット収容部２９に収容された後においても、ミットの画像２５ａｉ２は電磁石２６ｃ（４，７）の位置で停止すると同時に、ミットの画像２５ａｉ２の中にボールの画像を表示する。したがって、ピッチャーからは、あたかもキャッチャーの画像２５ａｉ１におけるミットの画像２５ａｉ２の中でボール８０が保持されているように見える。
【００６５】
ミット収容部２９においては、捕球されたボール８０は、上記したように、返球装置２８によってピッチャーズマウンドに向けて返球される。図３において、丸数字で示された黒丸は、ピッチャーズマウンドから投球されたボールの軌跡を表わしている。投球されたボールは、丸数字１，２，３と高速で飛翔して、丸数字４でミット２７に捕球される。次に、返球装置２８に送られたボールは、丸数字５で返球されて、緩やかに所定の軌道を描いて丸数字６に至り、最後には丸数字７で再びピッチャーに捕球される。この返球の場合においても、画像は返球動作を行うことになる。すなわち、実際のボールがミット収容部２９から返球装置２８に送られるのと同期して、ミットの画像の中のボールの画像を右手で取り出すキャッチャーの画像が表示される。この後は、図２７に示すように、返球装置２８によってボール８０が返球されるのと同期して、キャッチャーの画像も返球動作を行って、返球装置２８から飛ばされたボール８０の軌道に合わせて、キャッチャーの画像の右手が動く。したがって、ピッチャーからは、あたかもキャッチャーの画像によってボール８０が返球されたように見える。
【００６６】
なお、返球装置の構成はこの実施形態に限定されない。例えば、バッティングセンタに設けられているボール発射装置を実施形態の返球装置の位置に設けて、ボールが緩やかに発射できるように発射力を調整し、ミット収容部２９から送り込まれたボールを返球するような構成にしてもよい。
【００６７】
次に、マウンド側システム６およびホーム側システム２０のシステム構成について説明する。
図２８は、マウンド側システム６の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ３３は、システムバスを介して、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５、表示部３６、スイッチ部３７、ビデオカメラ３１およびカメラ制御部３２、携帯電話通信部３８、通信部３９、およびセンサインターフェース４０に接続され、各部との間でコマンドおよびデータを授受して、このシステム全体を制御する。ＲＯＭ３４には、ＣＰＵ３３によって実行される制御プログラムおよび初期データなどが記憶されている。ＲＡＭ３５は、ＣＰＵ３３のワークエリアである。スイッチ部３７は、ボールを投球するピッチャーによって、上記した投球技術のレベルやその他の条件を操作に応じて入力する。表示部３６は、スイッチ部３７で設定されたデータを表示するとともに、投球されたボールの判定結果のデータなどが表示される。また、これらのデータは、ＲＡＭ３５の所定のエリアに記憶される。携帯電話通信部３８は、スイッチ部３７の近傍に設けられた顧客の携帯電話機の収容部において、赤外線通信（又は、ブルートゥース通信）を行って、投球終了後における投球内容の結果や他のコマンドやデータの情報を送受信する。他の情報として、例えば、ＰＲ１００の使用時間が設定されている場合において、その使用時間以内に投球が終了したとき、続けて次の仮想の試合に対する申し込み、自分が投球して表示部に表示された画像を携帯電話機にダウンロードする申し込みなどがある。通信部３９は、ホーム側システム２０および図１に示したＣＭＳ２００との間でコマンドおよびデータの送受信を行う。センサインターフェース４０は、ドアセンサ１、プレートセンサ４１、投球センサ４２から検出信号を受信してＣＰＵ３３に入力する。
【００６８】
図２９は、ＲＡＭ３５に記憶されて表示部３６に表示されるデータを示す図である。図２９において、（１）は仮想の野球試合のスコアボードを示している。ピッチャーによって投球されるボールに対してバッターの画像によって打たれて、その結果ランナーがホームインした場合には、相手チームのスコアボードに得点が表示される。また、投球内容がよければ味方チームにも得点が入る。相手チームが５点以上得点したときは、ピッチャー交代すなわちゲーム終了となる。（２）は投球されたボールの判定結果を示すデータを示している。Ｓはストライク、Ｂはボール。Ｏはアウトの数、Ｋは奪三振の数、ＷＫはフォアボールの数、ＢＢはワイルドピッチの数、ＢＫはボークの数、ＨＰはデッドボールの数、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、ＨＲはそれぞれシングルヒット、２塁打、３塁打、ホームランの数、Ｒは出塁総数、Ｎはボールの投球数、ＴＯは試合時間を示している。（３）のＬＥＶＥＬは、初級レベル１、中級レベル２、上級レベル３、特別レベル４から１つのレベルがスイッチ操作によって設定される投球技術のレベルを示している。（４）のスピードはボールの投球速度のデータである。（５）のコースは要求されたコースに対する良、不良のデータである。（６）の判定結果は、投球されたボールの判定結果のデータであり、（２）のいずれかの投球結果に対応するデータである。（７）の衝撃度（ＩＭＰＡＣＴ）はホーム側システム２０から受信するボールの衝撃度を示している。（８）は契約選手によって選択されるバッターのタイプのデータを示している。この中で、スタイルとは、高め打ち、低め打ちなどのバッターの構えを表わしている。また、動はバッターボックスで体を動かしてボールを待つタイプ、静は静止してボールを待つタイプを表わしている。
ＬＥＶＥＬおよびバッター選択のデータはホーム側システム２０に送信される。
【００６９】
図３０は、ホーム側システム２０の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ５１は、システムバスを介して、プロジェクタ制御部２４、電磁石２６ｃおよびミット２７などで構成された捕球装置５５、返球装置２８、ビデオカメラ１９、カメラ制御部３０に接続されているとともに、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、通信部５４、サウンドシステム５６、およびセンサインターフェース５８に接続され、各部との間でコマンドおよびデータを授受して、このシステム全体を制御する。プロジェクタ制御部２４は、ＣＰＵ５１の制御信号をプロジェクタ２３に与えるインタフェースである。ＲＯＭ５３には、ＣＰＵ５１によって実行される制御プログラムおよび初期データなどが記憶されている。ＲＡＭ５３はＣＰＵ５１のワークエリアである。通信部５４はマウンド側システム６との間でコマンドやデータの送受信を行う。サウンドシステム５６は、捕球音、打球音、アンパイアの音声などの擬似音声のデータを発生する。プロジェクタ２３に接続されている画像メモリ５７は、スクリーン板２５に表示される様々な画像を記憶している。センサインターフェース５８は、スクリーン板２５に設けられた衝撃センサ５９および返球装置５５のボールセンサ７７からの検出信号を受信してＣＰＵ５１に入力する。
【００７０】
図３１は、ＲＡＭ５３に記憶されるデータであり、（１）のＬＥＶＥＬはマウンド側システム６から受信した設定レベルである。（２）の判定結果は、マウンド側システム６から受信したボールの判定結果であり、これによってアンパイアの画像、バッターの画像、野手の画像、擬似音声が決定される。（３）の衝撃度（ＩＭＰＡＣＴ）は、衝撃センサ５９によって検出されてマウンド側システム６に送信するボールの衝撃度である。（４）はマウンド側システム６から受信した選択バッターのデータであり、図２９（８）のデータに対応している。
【００７１】
図３２は、画像メモリ５５に記憶されているガイド枠画像およびその他の複数種類の画像のデータである。複数種類の画像としては、図２３に示した投球前の基準画像、電磁石２６ｃの位置に対応する複数の捕球画像（１）〜（ｎ）、返球するときのボールの画像（１）、打たれたときの飛翔するボールの画像（２）、図２７に示した連続する一連の返球画像（１）〜（ｍ）、右バッターおよび左バッターによる被打画像、基準画像と合成される複数のサイン画像（１）〜（ｊ）、複数の野手の画像（１）〜（ｋ）、様々な姿のバッターの画像（１）〜（ｉ）が記憶されている。野手の画像は飛翔するボールを追う一連の動画像であるが、どの野手の画像を選択するかはキャッチャーの画像のサインによって要求された球種および要求されたコースに対する投球されたボールによって判定される。なお、図５に示したガイドの画像において、判定結果を示す文字については、投球のたびに変化するので、ガイド枠画像には含まれず、マウンド側システム６の指示によって、随時に指定された文字がガイド枠画像に合成されてプロジェクタ２３によってスクリーン板２５に投影される。
【００７２】
次に、この実施形態におけるピッチングシステムの動作について説明する。
図３３は、マウンド側システム６におけるＣＰＵ３３のメインルーチンのフローチャートである。図１のＣＭＳ２００から登録のアクセスがあると、登録を受信して、一般登録の場合はその登録者の携帯電話機の電話番号および登録番号を受信してＲＡＭ３５にストアする（ステップＳ１０５）。契約選手の登録の場合にはフラグＣＴＦを１にセットする（ステップＳ１０６）。この後は、投球処理を行う（ステップＳ１０７）。一般の顧客の場合には、ＣＭＳ２００から終了予測の要求を受信したときは、現在投球中の仮想の野球試合の状況に基づいて終了時刻を予測し（ステップＳ１０９）、残り時間Ｔを送信する（ステップＳ１１０）。上記したように、一般の顧客の場合には１回の投球の制限時間が１６秒に設定され、一人のバッターに８球の投球数が設定されているので、毎回の投球において、この制限時間および投球数を全部使ったとして、９回までの全てのバッターから三振を奪った場合には、試合時間ＴＯは下記の式により、約１時間となる。
ＴＯ＝１６（秒）×８（個）×２７（人）＝３４５６（秒）＝５７．６（分）
しかし、実際には、３球三振もあり、ホームランを打たれることもあり、相手チームが５点以上得点して９回まで進まずに試合が終了することもある。したがって、仮想の野球試合の進行状況から判断して、終了時刻を予測してＣＭＳ２００に送信する。
【００７３】
図３４ないし図３６は、マウンド側システム６の投球処理である。一般顧客がＰＲ１００のドアセンサ１に向けて携帯電話機で赤外線を発射すると、ＣＰＵ３３は、ＣＴＦが０（一般顧客）の場合には、センサインターフェース４０を介してドアセンサ１の検出信号を受信し、ドア開錠要求を受信すると（ステップＳＡ２）、ＲＡＭ３５にストアした携帯電話機の電話番号および登録番号とドアセンサ１から受信したデータを照合し、登録した顧客であることを判別した場合（ステップＳＡ３）、又は、契約選手（ＣＴＦ＝１）の携帯電話機からドア開錠を要求された場合には、ドアを開錠して中に入れる（ステップＳＡ４）。顧客又は契約選手すなわちピッチャーがスイッチ部３７を操作して、レベルを設定し、表示部３６の初期画面で確認し、スタートボタンをオンにすると（ステップＳＡ５〜ＳＡ８）、フラグＳＴＦをセットして、設定されたレベルのデータを含む開始信号をホーム側システム２０に送信する。ホーム側システム２０の返球装置２８からボールが支給されると、ピッチャーが一般顧客の場合と契約選手の場合とで処理が分かれる（ステップＳＡ９〜ＳＡ１３）。
【００７４】
ピッチャーが一般顧客の場合には、１６秒の制限時間のタイマをスタートし、制限時間が経過するとボールを宣言するが、制限時間以内にプレートスイッチがオンになると、投球信号をホーム側システム２０に送信する。次に、投球開始を検出すると、ビデオカメラ３１によって検出したボールの位置をホーム側システム２０に送信する。そして、ホームを通過したことを検出すると、投球されたボールを判定して、その判定結果をホーム側システム２０に送信し、ＲＡＭ３５にストアするとともに表示部３６に表示する（ステップＳＡ１４〜ＳＡ２６）。この後は、ボールの返球があると再びタイマをスタートする。試合が終了したときは、ＲＡＭ３５にストアしているデータをＣＭＳ２００に送信し、所定の終了処理を行う（ステップＳＡ２７〜ＳＡ３１ｂ）。
【００７５】
一方、ピッチャーが契約選手の場合には、表示部３６にバッターリストを表示する（ステップＳＡ３２）。すなわち、図３１（４）に示したバッター選択のリストを表示する。仮想のバッターが選択されたときは、選択データをホーム側システム２０に送信し、プレートスイッチがオンになって、投球開始を検出すると、投球信号をホーム側システム２０に送信して、ビデオカメラ３１によって検出したボールの位置をホーム側システム２０に送信する。そして、ホームを通過したことを検出すると、ホーム側システム２０においてビデオカメラ１９で撮像されたボールの回転および軌跡の画像を受信し、表示部３６に表示する（ステップＳＡ３３〜ＳＡ４２）。次にボールが返球されると（ステップＳＡ４４）、スイッチ部３７の操作によってバッター変更が要求された場合には（ステップＳＡ４５）、再びバッターリストを表示する。投球が終了したときは、所定の終了処理を行う（ステップＳＡ４３、４６）。
【００７６】
図３７は、ホーム側システム２０におけるＣＰＵ５１のフローチャートである。マウンド側システム６から投球開始信号を受信すると、その中に含まれているレベルをＲＡＭ５３のレジスタＬＥＶＥＬにストアして、レベル４の場合すなわち契約選手による特別レベルである場合には、受信した仮想のバッターのデータを判定して、カメラ制御部３０およびビデオカメラ１９を制御するカメラ制御を行う（ステップＳＢ２〜ＳＢ６）。すなわち、仮想のバッターが右打ちか左打ちかを判定してビデオカメラ１９の左右の位置を設定し、バッターの身長に応じてビデオカメラ１９の高さを設定する。レベル４でない場合には、プロジェクタ２３によってガイドの画像を表示する（ステップＳＢ７）。
【００７７】
投球信号を受信したときは、ボール位置を受信すると、ミット２７を移動して捕球制御を行うとともに、ミット２７の移動に同期して画像を変更する。ボールを捕球したときは、返球制御を行う（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１４）。レベル４でない場合には、投球されたボールの判定結果を受信すると、捕球音およびアンパイアの音声、又は、打球音の擬似音や観客の声などを発生し、センサインターフェース５８を介して衝撃センサ５９から衝撃を検出するとＲＡＭ５３のレジスタＩＭＰＡＣＴにストアしてマウンド側システム６に送信する（ステップＳＢ１５〜ＳＢ２１）。この後は、次の投球に対するガイドの画像をマウンド側システム６の指示に応じて表示する。一方、レベル４の場合には、ビデオカメラ１９によって撮像されたボールの動画像をマウンド側システム６に送信し、マウンド側システム６からバッター変更の指示があったときは、そのデータを判定して対応する画像を表示する。
【００７８】
図３８は、ＣＭＳ（中央管理システム）２００のフローチャートである。
投球予約があったときは、一般予約である場合には、申込者の携帯電話機の電話番号を入力して、課金を要する場合には登録した電話番号に基づいて課金処理を行う。課金処理の後、又は、クーポン券などにより課金が必要でない場合には、予約人数ＲＳＶをインクリメントする（ステップＳＣ２〜ＳＣ７）。一方、投球予約が契約選手である場合には、そのＩＤを登録して、適当な番号（ｉ）のＰＲ１００を指定して、フラグＣＴＦ（ｉ）をセットする（ステップＳＣ８〜１０）。一般予約である場合には、８個のＰＲ（ピッチングルーム）の中で契約選手が使用していないＰＲを順次指定して、指定した番号ｎのＰＲ１００に終了予測時刻ＰＴ（ｎ）を要求して受信し、終了予測時間から前回投球が終了した時間ＦＴ（ｎ）を差し引いて現在投球が行われている所要時間Ｔ（ｎ）を求めて、一人の顧客の待ち時間ＡＴを算出する。そして、投球待ちの顧客の数であるＲＳＶとＡＴとを乗算して、申込者の待ち時間ＷＴを求めて通知する。また、投球待ち顧客のリストＲＩＳＴに申込者の電話番号および待ち番号ＲＳＶを登録する（ステップＳＣ１１〜ＳＣ２３）。
【００７９】
例えば、８個のＰＲ１００が全て一般顧客によって使用されているとして、投球開始から終了までの平均所要時間を４０分とすると、４０／８＝５の計算によって求めた一人の予約者の待ち時間は５分である。今回の申込者を含めて投球待ちの顧客が２０人であるとすると、今回の申込者の待ち時間は１００分、すなわち、１時間４０分の待ち時間になる。この待ち時間ＷＴは、赤外線通信によって申込者の携帯電話機に送信されて画面に表示される。図１のＲＣＰ３００に設けられた表示装置にその待ち時間を表示してもよい。
【００８０】
任意の番号ｎ（ｎ＝１〜８）のＰＲ１００から試合終了を受信したときは、投球待ち顧客リストＲＩＳＴ（  ）の先頭者であるＲＩＳＴ（１）にメールを送信して、番号ｎのＰＲ１００で投球ができることを通知する。そして、予約人数ＲＳＶをデクリメントするとともに、ＲＩＳＴ（  ）を繰り上げる（ステップＳＣ２４〜ＳＣ２８）。すなわち、任意の待ち番号をｋとすると、ＲＩＳＴ（ｋ）がＲＩＳＴ（ｋ−１）に繰り上がり、投球待ち顧客リストで２番目だったＲＩＳＴ（２）の顧客が先頭者であるＲＩＳＴ（１）に更新される。
【００８１】
投球予約でもなく、ＰＲ１００から試合終了も受信しない場合において、計算によって求めた一人の予約者の待ち時間ＡＴが経過したときは、投球待ち顧客リストの中で通知すべき顧客を求める。所定時間をＡＴで除算して整数部分である商ｑを求めて、ＲＩＳＴ（ｑ＋１）に該当する顧客をＲＩＳＴから検索する。そして、該当する顧客がＲＩＳＴにある場合には、その顧客の電話番号に所定時間前であるメールを送信する（ステップＳＣ２９〜ＳＣ３３）。例えば、ＡＴが５分であり、投球可能な時刻から１５分前に通知する場合には、ｑ＝１５／５＝３であるので、ＲＩＳＴ（４）の顧客の携帯電話機に「後１５分ほどで投球できます」のメールを送信する。
【００８２】
本発明のピッチングシステムをスーパーマーケットやデパートなどの店舗に併設した場合、又は、そのような店舗と提携しているスポーツ施設に設置した場合において、その店舗が提供する商品又は役務（サービス）の売上金額に基づいて、投球に対する料金の割引を行う投球クーポン券などを発行する料金管理システム（料金管理手段）をさらに備えた構成にしてもよい。例えば、５０００円の売上に対して１回の投球クーポン券、１００００円の売上に対して２回の投球クーポン券、５００００円の売上に対して１０回の投球クーポン券を携帯電話機に対して電子的に発行する。さらに、料金管理システムは、ピッチングシステムの仮想の野球試合における優れた投球結果に応じて、その顧客の携帯電話機に対して商品券を発行するようにしてもよい。例えば、シャットアウトした場合には５０００円の商品券、ノーヒットノーランの場合は１００００円の商品券、完全試合の場合は５００００円の商品券を携帯電話機に対して電子的に発行する。
【００８３】
以上のように、この第１実施形態のピッチングシステムは、ホームベース８の後方にほぼ垂直に配置されたスクリーン板２５と、ピッチャーズマウンド側からスクリーン板２５の方向を２次元の固体撮像素子によって撮像するビデオカメラ３１と、ピッチャーズマウンドとスクリーン板２５との間におけるピッチングルームの複数の位置において、天井４、床５、および左右の壁に垂直に固定された矩形の枠１０、１１、１２、１３の上の内辺および左の内辺に水平方向および垂直方向設けられ、各枠の対向する下の内辺および右の内辺の水平縞状および垂直縞状の領域の写像をビデオカメラ３１の方向に反射するミラーと、各位置における水平方向および垂直方向のミラーによって反射された水平縞状および垂直縞状の領域の写像を遮光するボールの写像をビデオカメラ３１が撮像したときは、投球されたボールの水平位置、垂直位置、およびスクリーン板２５の方向の位置を検出するＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３１によって検出されたボールの位置に同期して捕球動作を行うキャッチャーの画像をスクリーン板の前面に表示するプロジェクタ２３と、を備えている。ＣＰＵ３３は、投球されたボールがホームベース８の上方における所定の立体空間を通過したときは、当該ボールの投球内容を判定し、その判定結果に応じて仮想の野球試合を進行させる。
したがって、投球されたボールを正確に判定することにより、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られるので、バッティングセンタ、ショッピングセンタ、野球場などの施設に設置することにより、多くの顧客の満足と高い評価を得るような堅実なスポーツビジネスを展開できる。
【００８４】
また、この第１実施形態のピッチングシステムにおいて、各枠の水平縞状および垂直縞状の領域は、ほぼ白色のボールの色彩とは異なる色彩、すなわち、赤、緑、青などの色彩に着色された縞模様である。
したがって、各枠を通過するボールによって、赤、緑、青などの色彩に着色された水平縞状および垂直縞状の領域の写像を遮光する状態を確実に検出することができる。
【００８５】
また、この第１実施形態のピッチングシステムにおいて、プロジェクタ２３は、投球前においては、立体空間を通過するボールの位置に対応した判定結果を表す画像、すなわち、図５に示したストライク（Ｓ）、ボール（Ｂ）、ホームラン（Ｈ）などの画像をスクリーン板２５の前面に表示し、投球開始の後は、図１３のキャッチャーの画像をスクリーン板２５の前面に表示する。この変形例として、キャッチャーの画像を表示した後も、その画像に重ねて判定結果を表す画像を表示してもよい。
したがって、ピッチャーは、表示された判定結果に基づいて投球動作を決定するので、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
さらに、プロジェクタ２３は、立体空間を通過したボールの位置に対応して、その判定結果を表すアンパイアの画像、および、バットをスイングするバッターの画像をスクリーン板２５の前面に表示する。
したがって、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
【００８６】
また、この第１実施形態のピッチングシステムは、ピッチャーズマウンドから投球されたボールをホームベース８の後方において撮像する撮像手段であるビデオカメラ１９と、ホームベース８からのビデオカメラ１９の高さおよびホームベース８に対するビデオカメラ１９の左右の位置を、マウンド側システム６のスイッチ部３７における設定操作に応じて移動する撮像移動手段であるカメラ制御部３０とをさらに備え、ビデオカメラ１９は、投球されて飛翔するボールの動画像を撮像してマウンド側システム６に送信する。システム６は、その動画像をＲＡＭ３５に記憶し、マウンド側のディスプレイ装置である表示部３６に表示する。
したがって、ピッチャーは自分が投球したボールのコースや変化を詳しく分析し、自分のフォームをチェックすることができる。あるいは、ビデオカメラ１９は、顧客の投球動作を撮像することによって、顧客が自分の投球した姿の動画像又は静止画像をシステム６から携帯電話機にダウンロードすることもできる。
【００８７】
また、この第１実施形態のピッチングシステムにおいて、携帯電話機６００を介して投球の予約を受け付ける予約受付手段としてのＲＣＰ３００、および、予約した携帯電話機６００との間で無線通信を行うＣＭＳ２００を備えている。マウンド側システム６のＣＰＵ３３は、仮想の野球試合の進行状況に基づいて投球が終了する時刻を予測して終了予測時刻をＣＭＳ２００に対して送信し、ＣＭＳ２００段は、ＣＰＵ３３から受信した終了予測時刻に基づいて、予約した携帯電話機６００に対して投球が可能な時刻をメールで通知する。
したがって、投球を予約した顧客が多い場合でも、投球の順番が来るまでその場所で漫然と長時間待つ必要がなく、投球の時刻まで計画的な行動、例えば、待ち時間の間に他の用事を済ませることが可能になるので、顧客の精神的な苦痛を解消することによって、多くの顧客が満足できるようなスポーツビジネスを展開できる。
【００８８】
さらに、この第１実施形態のピッチングシステムは、商品又は役務を提供する店舗において、売上金額に基づいて投球に対する料金の割引を行うとともに、仮想の野球試合における優れた投球結果に応じて商品又は役務に対する料金の割引を行う料金管理システムをさらに備える。
したがって、ショッピングセンタやデパートなどの店舗にこのピッチングシステムを設置することにより、顧客に与える特典によって店舗の売上に貢献するようなスポーツビジネスを展開できる。
【００８９】
この第１実施形態のピッチングシステムの変形例として、商品又は役務を提供する店舗がチェーン店であり、全国の各地にピッチングシステムがある場合には、投球の割引券や無料券をギフトカードとして、野球の好きな知人や仕事上のクライアントに対して贈ることも可能である。
したがって、この変形例のピッチングシステムによれば、全国的な幅広いスポーツビジネスを展開できる。
【００９０】
また、この第１実施形態のピッチングシステムは、ピッチングルームの４カ所の矩形の枠１０、１１、１２、１３のうちの２つの枠１３、１４は、ホームベース８の前縁および後縁に対応する位置に設けられ、枠１３、１４における水平方向および垂直方向のミラーによって反射された水平縞状および垂直縞状の領域の写像を遮光するボールの写像をビデオカメラ３１が撮像したときは、ＣＰＵ３３は、あらかじめ設定されている垂直方向の範囲、すなわち、スクリーン板２５の前面に表示されているバッターの画像の膝上から腋の下までの範囲で、ホームベース８の範囲を水平方向の断面とする立体空間を通過するボールの軌跡、および、ホームベース８の前縁から後縁までを通過するボールの速度を判定する。
したがって、このピッチングシステムによれば、投球されたボールを高い精度で判定することができる。
【００９１】
また、この第１実施形態のピッチングシステムは、ピッチャーズマウンドからホームベース８の方向に投球されたボールの水平位置、垂直位置、およびホームベースの方向の位置、すなわち、３次元空間のボールの位置を検出して位置検出信号を出力するビデオカメラ３１と、ビデオカメラ３１から出力される位置検出信号に応じて、ピッチャーズマウンドから投球されたボールをホームベース８の後方で捕球するミット２７およびその他の構成要素からなる捕球装置と、捕球装置によってボールが捕球されたときは、当該捕球位置に基づいて当該ボールの投球内容を判定し、その判定結果に応じて仮想の野球試合を進行させるＣＰＵ３３と、を備えている。
したがって、このピッチングシステムによれば、投球されたボールをミット２７によって捕球するので、バッティングセンタやその他の施設に設置することにより、多くの顧客を引き付けるような魅力的なスポーツビジネスを展開できる。
【００９２】
また、この第１実施形態のピッチングシステムは、ビデオカメラ３１から出力される位置検出信号に基づいて、ミット２７の捕球動作に同期して捕球動作を行うキャッチャーの画像を選択して、ミット２７の後方に設けられたスクリーン板２５の前面に写すプロジェクタ２３を備えている。
したがって、このピッチングシステムによれば、投球されたボールをあたかもキャッチャーの画像が捕球するように見えるので、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
【００９３】
また、この第１実施形態のピッチングシステムにおいて、ピッチャーズマウンドから投球されたボールの衝撃に耐えるスクリーン板２５の背面から所定の間隔で離間した電磁石板２６の背面に設けられた複数の電磁石２６ｃと、ビデオカメラ３１から出力される位置検出信号に応じて、電磁石２６ｃに駆動電流を供給する駆動回路と、を備え、ミット２７は永久磁石２７ｍおよび投球されたボールの衝撃を緩和してボールを保持するウレタンなどの弾性部材２７ｅやスプリング２７ｇを有し、駆動回路によって駆動電流が供給された電磁石２６ｃに対応するスクリーン板２５の前面の位置を移動する構成になっている。
したがって、電磁石２６ｃと永久磁石２７ｍとの間の磁力の相互作用によって、ミット２７がスクリーン板２５の垂直な前面を高速に移動して、飛翔するボールを確実に捕球できる。
【００９４】
また、この第１実施形態のピッチングシステムは、ミット２７によって捕球されたボールをホームベース８の近傍の所定位置に案内するミット収容部２９の傾斜した溝と、ピッチャーズマウンドの方向に回動可能で且つ板ばね７３によって上下方向に弾性を有するとともに、所定位置においてミット収容部２９の傾斜した溝によって案内されたボールを収容する返球腕７２と、駆動信号に応じて返球腕７２および板ばね７３を下方向に湾曲させるとともに、当該湾曲を一気に解除して返球腕７２に収容されたボールをピッチャーズマウンドに向かって投擲させる返球装置２８を備えている。
あるいは、第１実施形態の変形例として、ピッチャーズマウンドの方向に開口部を有する筒部材と、筒部材の内部に設けられたスプリング部材と、ミット収容部２９の傾斜した溝によって開口部から筒部材の内部にボールが収容されたときは、スプリング部材を筒部材の内部側に圧縮させるとともに、当該圧縮を一気に解除して収容されたボールをピッチャーズマウンドに向かって返球させる機構とを有する構成にしてもよい。
上記第１実施形態や変形例の他にも、返球装置の構成としては、第１実施形態のミット２７でボールを一時的に捕球した後に、ミット２７のスプリング２７ｇの反発力で直接ピッチャーズマウンド側に返球する構成でもよい。
したがって、コンベアのような複雑な機構を用いることなく、ピッチャーマウンドから投球されたボールを自動的にピッチャーに対して返球できる。また、投球したボールがすぐにピッチャーに返球されるので、使用するボールは１個だけでよくシステムのコスト低減にも効果がある。
さらに、この場合において、返球装置２８の投擲動作に同期して返球動作を行うキャッチャーの画像をプロジェクタ２３からスクリーン板２５の前面に写すので、投球されたボールをあたかもキャッチャーの画像が返球するように見えるので、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
【００９５】
なお、第１実施形態において、プロジェクタ２３はホーム側システム２０のＣＰＵ５１によって制御される構成にしたが、マウンド側システム６のシステムバスに接続して、マウンド側システム６のＣＰＵ３３によって制御するように構成してもよい。
さらに、第１実施形態および後述する第２実施形態や第３実施形態において、マウンド側システム６とホーム側にはホーム側システム２０とは無線通信又は有線通信によってコマンドおよびデータを高速で送受信する構成にしたが、１つのシステムとして構築できることはもちろんである。この場合には、１つの高性能のＣＰＵによってシステム全体を管理する。あるいは、制御系のＣＰＵによってシステム全体を管理し、演算処理専用のＣＰＵによって位置検出やその他の演算処理を高速で行うことができる。
【００９６】
次に、第２実施形態のピッチングシステムについて説明する。図３９は、図２（３）におけるＸ−Ｘ線の断面図であり、第２実施形態におけるＰＲ１００の内部構成を示している。図３９において、図３に示した構成要素と同じものは同一の符号によって表わされている。第２実施形態においても、プロジェクタ２３から投影される画像を映すスクリーン８１が設けられているが、第１実施形態のようなミット２７は設けられていない。スクリーン８１には、プロジェクタ２３からの画像が投影されて映されるので、第１実施形態と同様に、その前面は白色になっている。しかし、この場合のスクリーン８１は、ポリエステル製の厚手の生地の材質で構成されている。また、第１実施形態のような電磁石２６ｃを有する電磁石板２６も設けられていない。スクリーン８１は、グラスファイバやゴムを混入した弾性材料であるウレタンを封入した衝撃緩衝板８２の表面に、取り外し可能な状態で密着して一体化されている。衝撃緩衝板８２は、天井４および床５に設けられたガイドレール（図示せず）に装着されている。このガイドレールには、衝撃緩衝板８２における左右上下の角の４箇所に対応した位置に、衝撃緩衝用のオイルダンパ８３が設けられている。また、衝撃緩衝板８２の所定の位置には、第１実施形態と同様の衝撃センサ（図示せず）が設けられている。
【００９７】
マウンド側システム６の構成は、図２８に示した第１実施形態のシステム構成と同じである。一方、ホーム側システム２０においては、図３０に示した第１実施形態のシステム構成の中で、捕球装置５５が設けられていないとともに、ビデオカメラ１９およびカメラ制御装置３０も設けられていないだけで、他の構成は第１実施形態と同じである。したがって、第２実施形態におけるホーム側システム２０のシステム構成の図面は省略する。ビデオカメラ１９およびカメラ制御装置３０がないので、この第２実施形態は、プロ野球および社会人野球の契約選手が利用するシステムでなく、もっぱら一般の顧客が利用するシステムになっている。
【００９８】
すなわち、この第２実施形態では、マウンド側システム６の投球技術のレベルについて、初級レベル、中級レベル、および上級レベルのいずれかをスイッチ部３７で設定できる。したがって、第２実施形態のマウンド側システム６の動作では、第１実施形態における図３６のフローチャートは含まれない。また、第２実施形態のホーム側システム２０では、図３７に示した第１実施形態のフローチャートの中において、ステップＳＢ４、ＳＢ５、ＳＢ６、ＳＢ１５、ＳＢ２２、およびステップＳＢ２３の処理は含まれない。また、第２実施形態の中央管理システム２００では、図３８に示した第１実施形態のフローチャートの中において、ステップＳＣ８、ＳＣ９、ＳＣ１０、およびステップＳＣ１２の処理は含まれない。
【００９９】
図２９において、丸数字で示された黒丸は、ピッチャーズマウンドから投球されたボールの軌跡を表わしている。投球されたボールは、丸数字１，２，３と高速で飛翔して、丸数字４でスクリーン８１に衝突する。この場合において、第１実施形態と同様に、スクリーン８１にはボールの飛翔位置に同期して捕球準備の動作を行うキャッチャーの画像がプロジェクタ２３から投影されて映っている。しかし、第１実施形態と違って、実際にボールを捕球するミットがないので、スクリーン８１に衝突したボールは衝撃緩衝板８２のウレタンの歪みによって衝撃が吸収された後に、ウレタンの復元作用による反発力によって、緩やかな速度で跳ね返される。したがって、スクリーン８１で跳ね返されたボールは、図３９において丸数字５に示すように、スクリーン８１の前の床５に落下する。ボールが落下する範囲の床５は、図２９に示すように、スクリーン８１側およびピッチャーマウンドから見てスクリーン８１の左側に低くなる斜面になっている。また、ゲート１１、１２、１３において、スクリーン８１の左側に対応する壁側の下部には、図に示すように、床５の斜面から約１０ｃｍの高さで幅が約１０ｃｍの切り欠きが形成されている。このため、落下したボールは、丸数字６で床５の斜面を転がって返球装置２８に収容される。この後は、第１実施形態と同様に、返球装置２８に送られたボールは、丸数字７で返球されて、緩やかに所定の軌道を描いて丸数字８に至り、最後には丸数字９で再びピッチャーに捕球される。この返球の場合において、図２７に示した第１実施形態の場合と同様に、返球装置２８から飛ばされたボール８０の軌道に合わせて、キャッチャーの画像の右手が動く。
【０１００】
上記したように、第２実施形態におけるピッチングシステムは、第１実施形態のピッチングシステムを簡易化したものであり、第１実施形態よりも安価に構築することができる。第２実施形態では、スクリーン８１に衝突したボールは床５に落下するが、プロジェクタ２３によってスクリーン８１に投影されるキャッチャーの画像において、ボールの衝突の後にはミットの画像にボールの画像が表示される。したがって、実際のボールが落下した後でも、ピッチャーからは投球したボールが捕球されているように見える。
【０１０１】
また、第２実施形態の変形例として、プロジェクタ２３からスクリーン８１に投影されて映す画像として、バッターの画像およびアンパイアの画像は第１実施形態と同様に表示するが、キャッチャーの画像は表示しない。この場合には、実際の人間のキャッチャーがスクリーン８１の前で投球されたボールを捕球する。すなわち、二人の顧客又は三人以上の顧客によって仮想の野球試合を享受することになる。この場合に、マウンド側システム６においては、ＣＰＵ３３は、ビデオカメラ３１によって撮像される画面から、実際のキャッチャーから出されるサインの指示を読み取って、サインの指示および構えたミットの位置に基づいて投球されたボールを判定する。このために、キャッチャーは、爪の位置に目立つ色彩を施した右手用の手袋を使用する。
【０１０２】
以上のように、この第２実施形態のピッチングシステムによれば、第１実施形態のようにミット２７で投球されたボールを捕球することはないが、投球されたボールをあたかもキャッチャーの画像が捕球するように見えるとともに、捕球したボールを返球するように見えるので、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
【０１０３】
次に、第３実施形態のピッチングシステムについて説明する。
第３実施形態においては、第１および第２実施形態と同様に、投球されたボールに対して捕球準備の動作を行うキャッチャーの画像、バッターの画像、アンパイアの画像をプロジェクタによって表示するが、プロジェクタがホームベースの後方に配置されている。プロジェクタから投影される画像は、プロジェクタの前の位置に設けられたスクリーン板に後方から表示される。スクリーン板の前には金網が設けられ、その表面すなわちピッチャーマウンド側の面には、透明な厚手のビニールカーテンが取り付けられている。使用する金網は、野外の駐車場などに使用されている安価な千鳥格子網みのものである。他の構成については、第１実施形態と同じである。
【０１０４】
ピッチャーマウンド側からは透明なビニールカーテンを通して金網が見えるが、金網の後方に画像が表示されたスクリーンがあるので、その後方からの画像の光によって、１８ｍ離れたピッチャーマウンドからは金網がほとんど目立たなくなる。これは、後方からの光によって金網の輪郭線が乱反射して実際よりも細く見えるからである。すなわち、千鳥格子網みの金網に限らず、縦横の格子状のフェンスも同様であるが、光を正面から受ける場合と、光を後方から受ける場合とでは、輪郭の認識度が相当に異なる。
【０１０５】
以上のように、この第３実施形態のピッチングシステムによれば、第１実施形態のようにミット２７で投球されたボールを捕球することはないが、第２実施形態と同様に、投球されたボールをあたかもキャッチャーの画像が捕球するように見えるとともに、捕球したボールを返球するように見えるので、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られる。
また、この第３実施形態のピッチングシステムによれば、ボールを受けても簡単には破損するこがなく、しかも適当な弾力性を持った千鳥格子網みの金網を用いて、その後方から光を当てることにより金網を目立たなくできる。ただし、金網に取り付けられた透明な厚手のビニールカーテンは次第に破損してくるので、定期的に交換することは必要である。
【０１０６】
次に、第４実施形態のピッチングシステムについて説明する。
図４０および図４１は、それぞれ図２（３）におけるＸ−Ｘ線およびＹ−Ｙ線に沿った断面図であり、第４実施形態におけるＰＲ１００の内部構成を示している。図４０および図４１において、プロジェクタ２３は、図３に示した第１実施形態の構成と同じであるが、第１実施形態よりも床５に近い位置に傾斜した状態で設置されている。また、投球されるボールや返球されるボールから保護するための頑丈な箱２３ａ内に設置され、箱２３ａの開口部（図示せず）からスクリーン板２５の前面に画像を投影する構成になっている。マウンド側のビデオカメラ３１およびホーム側のスクリーン板２５やミット２７の設置位置、ピッチャーズマウンドのプレート７およびホームベース８の位置は、第１実施形態と同じである。なお、スクリーン板２５の後方には、図４に示した第１実施形態と同様に、ビデオカメラ１９などが設けられているが、説明が重複するので、図４０および図４１では省略されている。
【０１０７】
図４０および図４１において、床５の上面には、赤色の縞模様で床５に直接に着色した領域、又は、着色したプレートを床５に固定した領域である１０個のｓｘ１ないしｓｘ１０が設けられ、各縞模様の位置に対応する天井４の下面には、１０個のミラーｍｘ１ないしｍｘ１０が設けられ、各ミラーによって対応する水平方向の赤色の各縞模様の光画像がビデオカメラ３１に向けて反射されるような構造になっている。同様に、床面における各縞模様ｓｘ１ないしｓｘ１０および天井面の各ミラーｍｘ１ないしｍｘ１０のそれぞれの位置に対応して、マウンド側から見て左側の壁の面には赤色の縞模様で壁に直接に着色した領域、又は、着色したプレートを壁に固定した領域である１０個のｓｙ１ないしｓｙ１０の領域が設けられ、右側の壁の面には１０個のミラーｍｙ１ないしｍｙ１０が設けられ、各ミラーによって対応する垂直方向の赤色の各縞模様の光画像がビデオカメラ３１に向けて反射されるような構造になっている。すなわち、第１実施形態と同様に、対応する側の光画像をミラーによってビデオカメラ３１に向けて反射して、各位置における水平方向および垂直方向における縞模様の光画像がビデオカメラ３１によって全て撮像できる構成になっているが、第１実施形態ではホームベース８の後縁までの４カ所の位置にミラーが設けられていたが、この第４実施形態においては、１０カ所の位置にミラーが設けられ、ホームベース８の後ろ側にも縞模様の領域およびミラーが設けられている。
なお、各ミラーにおける反射面の角度は固定でもよいが、調整可能な構造であってもよい。また、縞模様の領域およびミラーの配置は、図４０および図４１の配置と逆になっていてもよい。要は、各位置における水平方向および垂直方向における縞模様の光画像がビデオカメラ３１によって全て撮像できる構成であればよい。
【０１０８】
ここで、水平方向および垂直方向における各縞模様と各ミラーの組み合わせを便宜上ゲートｇ１ないしゲートｇ１０で表したとすると、ｇ８はホームベース８の前縁の位置に配置されている。ｇ８の位置とｇ９の位置との間隔は丁度１ｍであり、ｇ９の位置はスクリーン２５の表面、すなわちプロジェクタ２３の画像を写す面から１ｍ強になっている。また、ｇ８からｇ７までは丁度１ｍであり、以後、ｇ７からｇ１まではそれぞれ丁度１ｍの間隔で配置されている。ｇ１０はホームベース８の後縁の位置に配置されている。すなわち、ｇ１０の位置を除いたｇ１からｇ９までは丁度１ｍの間隔で配置されている。ｇ１ないしｇ９は、投球されたボールの飛翔位置を検出するために配置され、ｇ１０は、ｇ９とともに、ホームベース８の上方の立体空間を通過したボールを判定するために配置されている。
【０１０９】
スクリーン２５は、第１実施形態と同様に、グラスファイバを混在させたポリカーボネートで構成され、表面はプロジェクタ２３からの画像を鮮明に写すための白色の樹脂又布が着脱可能に取り付けられている。ただし、第１実施形態の場合と異なり、スクリーン板２５と床５および天井４との間には、スプリングおよびベアリング（図示せず）を有する緩衝装置２５ａが、図４０に示す位置に設けられている。この緩衝装置２５ａによって、スクリーン板２５がボールの衝撃を受けた場合でもその衝撃を吸収するようになっている。さらに、スクリーン板２５の裏面には、１９６個の電磁石が直接取り付けられている。ミット２７は、第１実施形態の場合と同様に、電磁石の励磁に応じてスクリーン板２５の表面を移動する。図４２は、ミット２７の構造および電磁石の取り付け位置を示す図である。図４２（１）は、ミット２７の正面図であり、図４２（２）は、図４２（１）のＸ−Ｘ線に沿ったミット２７と、その位置におけるスクリーン板２５の一部および電磁石の構造を示す断面図である。電磁石は、スクリーン板２５の裏面に取り付けられている点を除けば、図１４（２）に示した第１実施形態の構造と同じである。また、ミット２７の構造も図１４に示した第１実施形態とほぼ同じであり、同一の構成要素については同一の符号で表されている。ただし、この第４実施形態におけるミット２７は、永久磁石２７ｍが弾性部材２７ｈとともに、ねじ又は圧着ピンなどの係止手段（図示せず）によって円筒部材２７ａに固定されている。さらに、スクリーン板２５の表面に接する永久磁石２７ｍの面には、摩擦係数を低減するための表面加工が施されている。例えば、永久磁石２７ｍと同じ形状の低摩擦係数の樹脂部材が接着されている。
【０１１０】
図４３は、ビデオカメラ３１によって撮像された画像３１ｄを示す図である。ビデオカメラ３１は、第１実施形態と同じく、Ｘ−Ｙアドレスを用いて撮像画面の任意の箇所をランダムに選択して読み出せるＭＯＳ型の撮像素子を有する。プロジェクタ２３によってスクリーン板２５に写されたキャッチャーの画像２５ａｉ１は、図１３に示した第１実施形態と同じである。図４０および図４１に示したミラーｍｘ１ないしｍｘ９によって反射された水平方向の赤色の縞模様ｓｘ１ないしｓｘ９の光画像、および、ミラーｍｙ１ないしｍｙ９によって反射された赤色の水平方向の縞模様ｓｙ１ないしｓｙ９の光画像の撮像画像は、水平方向の赤色の画像ｉｘ１ないしｉｘ９、および、垂直方向の赤色の画像ｉｙ１ないしｉｙ９の形状になる。なお、ホームベース８の後縁の位置に設けられた縞模様ｘ１０、ｙ１０の画像は、説明の便宜上図４３では省略されている。
【０１１１】
図４４は、第４実施形態におけるシステム構成を示す図である。第１実施形態においては、マウンド側のシステムとホーム側のシステムとを無線によって通信する構成にしたが、この第４実施形態においては、図４０に示すマウンド側に設置されたシステム６によってＰＲ１００全体を制御する構成になっている。すなわち、図４４に示すように、ＣＰＵ３３は、専用線のシステムバスに接続されているプロジェクタ制御部２４、返球制御部２８、サウンドシステム５６、および捕球装置５７など、ホーム側に設置されている構成要素を直接に制御する。プロジェクタ制御部２４は、ＣＰＵ３３の制御信号をプロジェクタ２３に与えるインタフェースである。システムバスに接続されてＣＰＵ３３によって制御されるその他の構成要素については、第１実施形態と同じであるので、同一の符号で表すとともに、これらの機能および動作の説明は省略する。また、中央管理システム（ＣＭＳ）との間の通信処理についても、第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
【０１１２】
図４５は、第４実施形態におけるＣＰＵ３３のメインルーチンのフローチャートである。このフローチャートは、図３３に示した第１実施形態のフローチャートにおいて、ステップＳ１０７の投球処理の後に、捕球処理（ステップＳ１１１）が新たに追加された構成であり、他の処理については図３３と同じである。ただし、ステップＳ１０１のイニシャライズにおいては、飛翔するボールの位置を第１実施形態の場合よりもさらに高速で検出するためのスキャン準備処理を行う。
【０１１３】
図４６（１）および図４６（２）は、図４３に示した画像３１ｄの中で、水平方向および垂直方向の赤色の縞模様の任意の１つの画像ｉｘｋおよびｉｙｋを拡大して示した図である。図４６に示すように、水平方向の縞模様の画像ｉｘｋは、座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）の範囲に存在する。また、垂直方向の縞模様の画像ｉｘｋは、座標（ｘ５，ｙ５）、（ｘ６，ｙ６）、（ｘ７，ｙ７）、（ｘ８，ｙ８）の範囲に存在する。ＣＰＵ３３は、これらの範囲の中で水平方向の１ラインの画素、および、垂直方向の１ラインの画素を選択して読み出すようにスキャン準備処理を行う。
【０１１４】
図４７は、ＣＰＵ３３によって実行されるスキャン準備処理のフローチャートである。変数ｎを１にセットして（ステップＳＤ１）、ｎの値をインクリメントしながら、ステップＳＤ２からステップＳＤ７までのループ処理を行う。このループ処理においては、ｎで指定される水平方向の縞模様の画像ｉｘｎを検出して（ステップＳＤ２）、水平スキャン位置を演算する（ステップＳＤ３）。ｎ＝ｋである図４５（１）の場合には、下記の演算式によって垂直方向のｙ座標ｈｙｋにおける水平方向の座標ｈｘｋ１からｈｘｋ２までの１ラインのスキャン位置を演算する。
ｈｙｋ＝（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４）／４
ｈｘｋ１＝（ｘ１＋ｘ３）／２
ｈｘｋ２＝（ｘ２＋ｘ４）／２
次に、ｎで指定される垂直方向の縞模様の画像ｉｙｎを検出して（ステップＳＤ４）、垂直スキャン位置を演算する（ステップＳＤ５）。ｎ＝ｋである図４５（２）の場合には、下記の演算式によって水平方向のｘ座標ｖｘｋにおける垂直方向の座標ｖｙｋ１からｖｙｋ２までの１ラインのスキャン位置を演算する。
ｖｘｋ＝（ｘ５＋ｘ６＋ｘ７＋ｘ８）／４
ｖｙｋ１＝（ｙ５＋ｙ６）／２
ｖｙｋ２＝（ｙ７＋ｙ８）／２
次に、ｎの値をインクリメントして（ステップＳＤ６）、そのｎの値が９を超えたか否かを判別する（ステップＳＤ７）。ｎの値が９以下の場合には、ステップＳＤ２に移行してステップＳＤ７までのループ処理を繰り返す。ステップＳＤ７において、ｎの値が９を超えた場合、すなわち、９カ所の位置における水平方向および垂直方向の赤色の縞模様の画像の全てについて、水平方向および垂直方向の１ラインのスキャン位置の演算が終了したときは、演算したスキャン位置をＲＡＭ３５にストアして設定する（ステップＳＤ８）。
【０１１５】
この結果、投球されたボールがゲートｇ１からゲートｇ９の位置を通過すると、それぞれの位置において、水平方向および垂直方向の赤色の縞模様の光画像を遮光するボールによって、水平方向および垂直方向の１ラインの画像にボールの画像が重なることになる。したがって、任意のゲートｇｋを通過するボールの水平方向および垂直方向の位置を検出することができる。さらに、ピッチャーズマウンドのプレート７の前縁からホームベース８の前縁までの距離は１８ｍであるので、投球されたボールがプレート７の前縁から１１ｍの位置にゲートｇ１が配置され、ゲートｇ１からゲートｇ９までが１ｍの間隔で配置されている。この結果、１ｍ間隔に配置された各ゲートを通過する奥行き方向の位置も検出することができる。したがって、第１実施形態の場合と同様に、ビデオカメラ３１の２次元のＭＯＳ型の撮像素子によって、投球されたボールの３次元の位置を検出することができる。さらに、水平方向および垂直方向の１ラインの画像を読み出すだけでボールの位置を検出できるので、極めて高速にボールの位置を検出することができる。
この第４実施形態の変形例として、ゲートの位置を多くして、例えば、５０ｃｍの間隔でボールの位置を検出してもよいし、逆に、ゲートの位置を少なくして、例えば、２ｍの間隔でボールの位置を検出してもよい。さらにまた、ゲートの間隔を等間隔でなく、ホームベース８に近いほど間隔を小さくする構成も可能である。例えば、２ｍ、１ｍ、５０ｃｍ、２５ｃｍのように異なる間隔の位置でボールの飛翔位置を検出する構成も可能である。
【０１１６】
時速１４４ｋｍで投球されたボールは、１ｍの距離を４０ｍｓの時間で通過する。このため、ゲートｇ１を通過したときから、４０ｍｓの時間が経過するごとに、ボールの３次元の位置を検出することによって、スクリーン板２５の表面を移動してボールを捕球するミット２７の移動制御、および、ミット２７の移動に同期してスクリーン板２５の表面に写されるキャッチャーの画像の制御を極めて高速に処理することができる。この第４実施形態の場合には、９カ所の位置に１ｍ間隔で配置されたゲートｇ１〜ｇ９によって、第１実施形態のようなボール位置の補間処理を必要としない。もちろん、第１実施形態の場合と同様に、各ゲートの位置で検出したボールの位置に基づいて、次のゲートまでのボールの位置を予測して補間することも可能である。要は、ビデオカメラ３１およびＣＰＵ３３の性能に応じて、最も適切なゲート配置を選択すればよい。
【０１１７】
図４８は、図４５のステップＳ１１１における捕球処理のフローチャートである。ボールが投球された後は、キャッチャー、アンパイア、バッターのアニメ画像を表示し（ステップＳＥ１）、検出したボールの位置に応じて、電磁石に対して制御信号を与える捕球制御（ステップＳＥ２）、およびアニメ画像の変更（ステップＳＥ３）を行う。そして、ミット２７によって捕球がされたか否かを判別し（ステップＳＥ４）、捕球がされていない場合には、ステップＳＥ２からステップＳＥ４までのループ処理を繰り返す。ステップＳＥ４において、ボールが捕球されたときは、返球制御を行う（ステップＳＥ５）。次に、設定されているＬＥＶＥＬが４（特別レベル）であるか否かを判別し（ステップＳＥ６）、ＬＥＶＥＬが４の場合にはメインフローチャートに戻るが、ＬＥＶＥＬが１ないし３のいずれかである場合には、投球されたボールの判定結果に応じて、ボールの捕球音、アンパイアのコール、又は、打たれたボールの音などの疑似音を発生し（ステップＳＥ７）、同時にアニメ画像を変更する（ステップＳＥ８）。また、ボールの衝撃を検出したか否かを判別し（ステップＳＥ９）、検出したときはその衝撃度をＲＡＭ３５にストアする（ステップＳＥ１０）。
【０１１８】
以上のように、この第４実施形態によれば、ホームベース８の後方にほぼ垂直に配置されたスクリーン板２５と、ピッチャーズマウンド側からスクリーン板２５の方向を２次元のＣＭＯＳ型の固体撮像素子によって撮像するビデオカメラ３１と、ピッチャーズマウンドとスクリーン板２５との間におけるピッチングルームの９カ所の位置において、天井４および一方の壁側に設けられ、対向する床５および他方の壁側における水平縞状および垂直縞状の赤色に着色された領域ｓｘ１〜ｓｘ９およびｓｙ１〜ｓｙ９の写像をビデオカメラ３１の方向に反射する水平方向および垂直方向のミラーｍｘ１〜ｍｘ９およびｍｙ１〜ｍｙ９と、各位置における水平方向および垂直方向のミラーによって反射された水平縞状および垂直縞状の領域の写像を遮光するボールの写像をビデオカメラ３１が撮像したときは、投球されたボールの水平位置、垂直位置、およびスクリーン板２５の方向の位置を検出するＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３によって検出されたボールの位置に同期して捕球動作を行うキャッチャーの画像をスクリーン板２５の前面に表示するプロジェクタ２３を備え、ＣＰＵ３３は、投球されたボールがホームベース８の上方における所定の立体空間、すなわち、そのときに想定されているバッターの膝上から腋の下までの範囲で、ホームベース８の範囲を水平方向の断面とする立体空間を通過したときは、当該ボールの投球内容を判定し、その判定結果に応じて仮想の野球試合を進行させる。
したがって、第１実施形態と同様に、投球されたボールを正確に判定することにより、実際の野球の試合を彷彿とさせるような臨場感が得られるので、バッティングセンタ、ショッピングセンタ、野球場などの施設に設置することにより、多くの顧客の満足と高い評価を得るような堅実なスポーツビジネスを展開できる。
【０１１９】
さらに、この第４実施形態によれば、Ｘ−Ｙアドレス型のＣＭＯＳ型の固体撮像素子によって、スクリーン板２５の方向の各位置における水平方向および垂直方向の１ラインの画素を読み出すだけでよいので、各位置におけるボールの３次元の飛翔位置を検出するための処理が極めて高速になる。例えば、この第４実施形態の場合のように、ピッチャーズマウンドのプレート７から１１ｍの位置、すなわち、ミット２７の捕球位置から９ｍの位置からボールを検出する場合に、９ｍ、７ｍ、６ｍ、５ｍ、４．５ｍ、４ｍ、３．５ｍ、３ｍ、２．５ｍ、２ｍ、１．７５ｍ、１．５ｍ、１．２５ｍ、１ｍ、０．７５ｍ、０．５ｍ、０．２５ｍのように、捕球位置に近づくにしたがって、ボールの位置を検出する間隔を小さくする構成が可能である。時速１４４ｋｍで投球されたボールは、０．２５ｍの距離を１０ｍｓの時間で通過するが、水平方向および垂直方向の１ラインの画素を読み出してボールの位置を検出する処理時間は、市販されている通常の撮像素子およびＣＰＵを使用しても、１ｍｓもあれば十分であるので、プロ野球のピッチャーが投げるボールであっても十分に捕球する制御が可能である。
【０１２０】
次に、第５実施形態のピッチングシステムについて説明する。
第５実施形態においても、第１実施形態又は第４実施形態の場合と同様に、投球されたボールの水平方向、垂直方向、およびスクリーン板２５の方向の位置、すなわち、ボールの３次元の位置については、第１実施形態の図３又は第４実施形態の図４０および図４１に示したビデオカメラ３１によって検出する。ただし、スクリーン板２５の方向のゲート位置の検出が第１実施形態および第４実施形態と異なっている。
図４９は、第５実施形態におけるゲートの光学要素の構成を示している。図４９（１）において、マウンドからホームまでの異なる位置に、一方の壁に発光部９１を設けて、縦方向のスリット状の平行光９２を対向する壁に向けて発光する。この場合において、各位置に応じて異なる色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の平行光９２（Ｒ）、９２Ｇ）、９２（Ｂ）を発光する。ピッチャーズマウンドから図の矢印の方向に投球されたボール９３は、各色の平行光の中を通過してホームベースの方向に飛翔する。
図４９（２）は、各発光部９１の構造を示している。光源９４は、縦方向に長い線状のほぼ白色の光源である。光源９４としては、例えば、細長い蛍光灯で構成される。光源９４の前には、光源９４の長さに対応した細長いシリンドリカルレンズ９５が設けられ、光源９４から発光した光をスリット状の平行光に収束する。シリンドリカルレンズ９５のさらに前には、プラスチック又はガラスのカラーフィルタ９６が設けられている。この場合、カラーフィルタの色は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で構成されている。これは、ビデオカメラ３１のカラーフィルタの色が原色系で構成されているという前提に立っている。例えば、図３のＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＢのゲートのカラーフィルタの色を、それぞれ赤、緑、青、赤、および緑で構成する。図４０および図４１の場合には、１０カ所のゲートに設けたカラーフィルタの色を、赤、緑、青、赤、青、緑、赤、緑、青、および赤で構成する。したがって、ゲートの位置に対応した色の平行光が発光されることになる。
なお、光源に赤、緑、青のＬＥＤアレイを設ければ、カラーフィルタ９６は必要ない。
【０１２１】
このように構成すれば、投球されたボールが各ゲートを通過するときは、各ゲートのカラーフィルタの色が白いボールの一部に照射されることになる。この結果、ビデオカメラ３１で撮像されたボールの画像は、月の満ち欠けの輪郭に類似したカラー画像になる。さらに、ビデオカメラ３１の内部においては、各ゲートに対応するボールの照射光のスペクトルとの関係がフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに初期設定で記憶されるか、又は、ＤＲＡＭなどのメモリに投球開始の時にそのつど記憶される。したがって、各ゲートのカラーフィルタの色は原色系又は補色系に限定する必要はないが、原色系又は補色系にすることにより撮像されたボールの画像の色分析処理が速くなる。
【０１２２】
図５０は、図３のＣの位置の赤のカラーフィルタのゲートを通過するボールの照射光の推移を示す図である。図５０（１）は、スクリーン板２５の方向のゲートの中心にボールの中心が一致した状態の画像であり、ボールの左半分の外周に帯状の平行光線が照射され、ビデオカメラ３１においては円弧状の赤い照射光Ｒ１が撮像される。ボールがさらにスクリーン板２５に近づくに従って、図５０（２）〜（５）に示すように、赤い照射光の形状がＲ２〜Ｒ５に変化する。この結果、飛翔するボールの水平方向、垂直方向、およびスクリーン板２５とボールとの距離を検出することができる。図３の他のゲート、および、図４０、図４１における１０カ所のゲートについても同様である。
この第５実施形態においては、一方の壁に設けて対向する壁に向けて平行光９２を発光する構成にしたが、発光部９１を天井に設けて対向する床に向けて平行光を発光する構成、又は、発光部９１を床に設けて対向する天井に向けて平行光を発光する構成にしてもよい。
【０１２３】
次に、第６実施形態のピッチングシステムについて説明する。
図５１は、投球されたボールを捕球する第６実施形態の捕球装置２７０の構成を示す図である。この図に示すように、捕球装置２７０は人型のロボットによって構成される。ただし、このロボットは移動機構を具備していないので、一般の人型のロボットのように歩行することはない。さらに、カメラなどのセンサおよび人工知能を具備しておらず、外部からの制御によって動作する。図５１において、Ｍ１ないしＭ１０は、ピッチ（前後回転）、ヨー（水平回転）、およびロール（左右回転）の３自由度のリンク機構であり、Ｍ１１はヨーのみの１自由度のリンク機構である。左手に相当する部分には、ミット２７１が装着されている。また、頭に相当する部分には、表示部２７２が設けられている。この捕球装置２７０は、第１実施形態における図３０のＣＰＵ５１、又は、第４実施形態における図４４のＣＰＵ３３の制御に応じて捕球動作および返球動作を行う。第６実施形態においては、スクリーン板２５は必要とせず、キャッチャーの画像は表示されない。
【０１２４】
ＣＰＵ３３の制御によって動作する場合を例に採ると、ＣＰＵ３３がビデオカメラ３１によって検出されたボールの３次元の位置信号を逐次捕球装置２７０に送信すると、捕球装置２７０はその位置信号を各リンク機構への駆動信号に変換して捕球準備動作を開始し、最終的にミット２７１によって捕球する。捕球した後は、右手に相当する部分によって捕球したボールをミット２７１から取り出して、ピッチャーズマウンドに返球する。さらに、投球前においては、ＣＰＵ３３の制御によって、ミット２７１を動作させて投球するボールのコースを指示し、表示部２７２に投球するボールの球種を指示する。球種の指示については、表示部２７２に代えて又は表示部２７２と併用して右手に相当する部分によってサインを出すようにしてもよい。
ロボットのリンク構造において、高速動作と衝撃に対する強度とは二律背反の特性に制約されている。すなわち、高速動作を実現するためには、できるかぎり軽量化を図る必要があり、投球されるボールの速度および球威に対する衝撃に耐えうる強度を向上するためには、重厚な構造を図る必要がある。少なくとも、実施形態１において記述した投球技術のレベルにおいて、特別レベル４および上級レベル３に対応するには、現在のロボット工学の水準では困難であると考えられる。しかし、例えば、普通の小学生や中学生のような初級レベル１の場合には、投球されるボールの速度および球威の衝撃はそれほど大きくないので、実施形態６のロボットによってボールを捕捉し、ピッチャーに返球することは可能であると考えられる。
【０１２５】
なお、第６実施形態の変形例として、捕球装置２７０の頭に相当する部分に２つのビデオカメラおよびＣＰＵを設けて、飛翔するボールの水平方向、垂直方向、および距離を検出して、捕球装置２７０自身の判断によって捕球動作を行う構成にしてもよい。あるいは、第１実施形態、第４実施形態、又は第５実施形態の場合とは逆向きに、ピッチャーズマウンドからホームベースまでの複数の位置のゲートを通過するボールに対して、捕球装置２７０の頭に相当する部分に設けた１つのビデオカメラによって、飛翔するボールの水平方向、垂直方向、および距離を検出して、捕球装置２７０自身の判断によって捕球動作を行う構成にしてもよい。
【０１２６】
次に、第７実施形態のピッチングシステムについて説明する。
第７実施形態においても、第１実施形態や第４実施形態などの場合と同様に、電磁石と永久磁石によって平面リニアモータの捕球装置を構成する。図５２は、第７実施形態の捕球装置２８０の構成を示す図である。この捕球装置２８０は、第１および第４実施形態と同様に、ホームベース後方のスクリーン板２５の裏面に配置されている。この図において、ステータ２８１およびロータ２８２によって大きなモータを構成する。すなわち、ステータ２８１の外周には複数の電磁石が設けられ、ロータ２８２の内周には複数の永久磁石が設けられている。また、ステータ２８１の中心には孔が形成され、その孔にロータ２８２の軸が貫通し、駆動部によるステータ２８１の電磁石の駆動に応じて、ロータ２８２が図の矢印に示すように、時計回り（プラス方向）および反時計回り（マイナス方向）に自在に回転するようになっている。すなわち、アウターロータ型のモータを構成している。ロータ２８２には、その直径に対応する位置に梁２８３が固定され、梁２８３には複数の電磁石２８４が設けられている。電磁石２８４は、ロータ２８２の軸に設けられたブラシを介して接続された駆動部によって選択的に駆動されて、第１および第４実施形態におけるミット２７を梁２８３に沿って高速に移動させる。
【０１２７】
この捕球装置２８０は、第１実施形態における図３０のＣＰＵ５１、又は、第４実施形態における図４４のＣＰＵ３３の制御に応じて捕球動作を行う。ＣＰＵ５１又はＣＰＵ３３は、ビデオカメラ３１から得られるボールの水平位置、垂直位置、およびホームベースまでの距離を表す３次元の位置信号を、ロータ２８２の中心からの半径位置、梁２８３が水平位置にあるときを角度０とした場合の角度、およびホームベースまでの距離を表す３次元の位置信号に変換して駆動部に送信する。すなわち、水平方向および垂直方向の直角座標をロータ２８２の中心からの極座標に変換する。例えば、位置信号の角度がプラス方向に約４０度とすると、梁２８３が２８３ａの位置に回転し、角度がプラス方向に約８０度とすると、梁２８３が２８３ｂの位置に回転する。これと同時に、位置信号の半径に対応する位置の電磁石を励磁する。このように、駆動部は、極座標の位置信号に応じてロータ２８２を回転させると同時に電磁石２８４の選択的に駆動して、飛翔するボールの捕球準備を行い、到達したボールを捕球する。この場合にも、２つの電磁石に対して重み付けをした駆動電流を供給して、ミット２７の位置を細かく制御する。
そのほかの構成については、第１実施形態や第４実施形態などの場合と同様である。
【０１２８】
なお、上記各実施形態における構成は、本発明の一例にすぎない。本発明の技術分野における通常の知識を有する技術者が上記各実施形態に基づいて想到することができる他の実施形態も本発明に包含されるものである。すなわち、本発明の技術的な範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神および観点を逸脱しない限り様々な変更が可能である。例えば、投球されたボールの３次元の位置を検出する構成として、２つのビデオカメラによって距離を測定しながら、所定の距離における水平方向および垂直方向のボール位置を検出する構成にしてもよい。あるいは、時速１８０ｋｍのスピードで投球されるボールでも検出できるように、投球されたボールの３次元の位置を検出するビデオカメラをスローモーションカメラで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるピッチングシステムの構成を示す図。
【図２】（１）は図１におけるピッチングルームの外観を示す図、（２）はその右側面図、（３）はその左側面図。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った断面のピッチングルームの内部構成を示す図。
【図４】ホーム側のビデオカメラおよびカメラ制御部の配置を示す図。
【図５】ピッチャーマウンドからホーム側を見た図。
【図６】複数のゲートを通して見たホーム側のスクリーンの画像を示す図。
【図７】ゲートの光学要素の構成を示す図。
【図８】マウンド側のビデオカメラに撮像された画像を示す図。
【図９】飛翔するボールの位置を検出する信号処理を示す図。
【図１０】飛翔するボールの位置を検出する画像を示す図。
【図１１】飛翔するボールの位置を検出した一連の画像を示す図。
【図１２】飛翔するボールの位置を検出した連続画像を示す図。
【図１３】スクリーンに表示されたキャッチャーの画像を示す図。
【図１４】（１）はミットの構造を示す正面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図１５】電磁石板、ミット、ミット収容部、および返球装置の構成を示す図。
【図１６】（１）はボールを捕球したミット、スクリーン、および電磁石板の断面図、（２）はボールを捕球したミットがミット収容部に収容された図。
【図１７】ボールをミットから押し出す前の断面図。
【図１８】ボールをミットから押し出した後の断面図。
【図１９】（１）は返球装置の構成を示す正面図、（２）は返球装置の平面図、（３）は返球装置のカムの構造を平面に展開した図。
【図２０】ボールを投擲する返球装置を示す図。
【図２１】ボールを返球した後の返球装置を示す図。
【図２２】第１実施形態の変形例における返球装置を示す図。
【図２３】スクリーンに表示されたキャッチャーの画像を示す図。
【図２４】ボールを捕球するキャッチャーの画像を示す図。
【図２５】ボールを捕球するキャッチャーの画像を示す図。
【図２６】ボールを捕球するキャッチャーの画像を示す図。
【図２７】ボールを返球するキャッチャーの画像を示す図。
【図２８】マウンド側システムの構成を示すブロック図。
【図２９】マウンド側システムに記憶されるデータの内容を示す図。
【図３０】ホーム側システムの構成を示すブロック図。
【図３１】ホーム側システムに記憶されるデータの内容を示す図。
【図３２】ホーム側システムの画像メモリに記憶された画像を示す図。
【図３３】マウンド側システムのメインルーチンのフローチャート。
【図３４】図３３における投球処理のフローチャート。
【図３５】図３３における投球処理のフローチャート。
【図３６】図３３における投球処理のフローチャート。
【図３７】ホーム側システムのフローチャート
【図３８】中央管理システムのフローチャート。
【図３９】本発明の第２実施形態におけるピッチングルームの内部構成を示す図。
【図４０】本発明の第４実施形態におけるピッチングルームの内部構成を示す図。
【図４１】第４実施形態におけるピッチングルームの内部構成を示す図。
【図４２】第４実施形態におけるミットの構造および電磁石の取り付け位置を示す図。
【図４３】第４実施形態におけるビデオカメラの撮像画像を示す図。
【図４４】第４実施形態におけるシステム構成を示すブロック図。
【図４５】第４実施形態におけるＣＰＵのメインフローチャート。
【図４６】図４３における縞模様の拡大した画像を示す図。
【図４７】第４実施形態におけるスキャン準備処理のフローチャート。
【図４８】第４実施形態における捕球処理のフローチャート。
【図４９】第５実施形態におけるゲートの光学要素の構成を示す図。
【図５０】第５実施形態におけるボールの照射光の推移を示す図。
【図５１】第６実施形態における捕球装置の構成を示す図。
【図５２】第７実施形態における捕球装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、１１、１２、１３  ゲート
１９  ビデオカメラ
２３  プロジェクタ
２５  スクリーン板
２６  電磁石板
２７  ミット
２８  返球装置
３０  カメラ制御部
３１  ビデオカメラ
３３  ＣＰＵ
１００  ピッチングルーム
２００  中央管理システム
３００  予約受付部
６００  携帯電話機
２５ａｉ１  キャッチャーの画像
２５ａｉ２  ミットの画像
９１  水平方向の縞模様
９２  垂直方向の縞模様
９３  水平方向のミラー
９４  垂直方向のミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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